地下金屬管網(wǎng)勘查意義及勘查標(biāo)準(zhǔn)研究

包延輝，曾年發(fā)

（吉林省第五地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春 130061）

1 開展地下金屬管網(wǎng)勘查的現(xiàn)實(shí)意義

1.1 開展地下金屬管網(wǎng)勘查是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求

改革開放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入快車道，城市規(guī)?？焖僭龃?，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的速度越來越快，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，人民生活的改善從高速向高質(zhì)量邁進(jìn)，這些都要求完善各項(xiàng)配套設(shè)施，建立先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（GIS），地下金屬管網(wǎng)查詢系統(tǒng)是其重要的組成部分。

1.2 地下金屬管網(wǎng)勘查是區(qū)域地質(zhì)勘查工作的重要的組成部分

黨的十八大以來，特別是十九大后，我國(guó)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，2020 年全國(guó)步入小康社會(huì)。城市建設(shè)也進(jìn)入了三維立體空間建設(shè)時(shí)代[1]。

地質(zhì)勘查工作就是在勘查區(qū)及其周邊地區(qū)的特定空間范圍內(nèi)，綜合考慮各種地質(zhì)要素，研究其對(duì)區(qū)域發(fā)展所提供的資源、所施加的約束條件對(duì)各種地質(zhì)要素所產(chǎn)生的影響[2]。

國(guó)土資源部已制定了《城市地質(zhì)調(diào)查總體方案（2017—2025）》，提出至2025 年，實(shí)現(xiàn)地級(jí)以上城市地質(zhì)工作全覆蓋，建立系統(tǒng)完備的地下空間資源開發(fā)利用管理制度。

我國(guó)的城市地質(zhì)工作起始于20 世紀(jì)八十年代，目前只有上海、北京建立了比較完善的三維地質(zhì)信息系統(tǒng)。其它三十多個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市正在快速建立中，而我們東北城市地質(zhì)工作剛剛起步，因此我們的地質(zhì)事業(yè)前景廣闊，地質(zhì)工作者任重而道遠(yuǎn)。

地質(zhì)勘查工作的任務(wù)就是調(diào)查地下空間的各地質(zhì)要素三維信息，而在地表以下0—3.0 米（北方0—5.0 米）的空間，正是地下金屬管網(wǎng)的賦存部位[3]。

地下金屬管網(wǎng)探測(cè)就是利用物探和測(cè)量技術(shù)，準(zhǔn)確收集各種管線的專業(yè)信息，然后采用GIS 平臺(tái)，通過對(duì)地表建筑物、地下金屬管網(wǎng)進(jìn)行三維可視化建模，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的集成管理，建成集GIS 技術(shù)、三維引擎技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的智能化管網(wǎng)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)提供各類查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，以此達(dá)到為區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃的目的。

1.3 地下金屬管網(wǎng)勘查是地勘隊(duì)伍新的工作領(lǐng)域和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)

不同時(shí)期地勘隊(duì)伍有不同的工作重點(diǎn)，地下金屬管網(wǎng)勘查是新時(shí)代賦予我們新的工作任務(wù)。

多年的礦產(chǎn)勘查工作，培養(yǎng)了眾多吃苦耐勞、無私奉獻(xiàn)的地勘隊(duì)伍，我們具有專業(yè)齊全，業(yè)務(wù)全面、裝備先進(jìn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，城市地質(zhì)工作又給我們提供了廣闊的舞臺(tái)，地勘隊(duì)伍就一定能在新時(shí)代大有作為，經(jīng)濟(jì)工作一定會(huì)邁上新的臺(tái)階，地質(zhì)事業(yè)一定會(huì)再創(chuàng)輝煌。

2 地下管線基本分類

地下管線分為“管”和“線”兩大類。“管”類包括供水、排水、燃?xì)?、熱力和工業(yè)等；“線”類包括電力、通訊、廣播電視等。各“管”和“線”類其具體分類和附屬設(shè)施列表如下。

3 地下金屬管網(wǎng)勘查選用的儀器設(shè)備

地下金屬管網(wǎng)勘查是集物探、測(cè)繪、計(jì)算機(jī)三項(xiàng)技術(shù)為一體的綜合工程。因此，開展地下管網(wǎng)勘查所需要的儀器設(shè)備也就是開展三項(xiàng)工作使用的儀器設(shè)備。

對(duì)測(cè)繪、計(jì)算機(jī)兩項(xiàng)工作使用的儀器設(shè)備，地下金屬管網(wǎng)勘查工作沒有特殊要求。物探工作所應(yīng)用的儀器設(shè)備叫“管線探測(cè)儀”、“管線雷達(dá)”。

（1）“管線探測(cè)儀”由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成。是利用電磁信號(hào)的原理來探測(cè)地下金屬管線的精確走向和埋深。它具有探測(cè)速度快、簡(jiǎn)單直觀、操作方便、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。

地下金屬管線勘查的基本原理是：設(shè)備發(fā)射出電磁波，采用不同的連線方式將收集到的信號(hào)傳達(dá)到地下金屬管線上，當(dāng)電磁波探測(cè)到地下金屬管線后，管線表層存在感應(yīng)電流，由某一段管線向四處傳遞，電流傳遞進(jìn)程中，又由地下金屬管線將電磁波傳回地面，此時(shí)信號(hào)接收設(shè)備放置在測(cè)試管線上方地面，根據(jù)設(shè)備接收信號(hào)強(qiáng)弱來判斷地下金屬管線的具體走向。

發(fā)射機(jī)向金屬管線發(fā)送信號(hào)，所發(fā)送信號(hào)沿地下金屬管線傳播并產(chǎn)生電磁波，在施加信號(hào)管線遠(yuǎn)端所施加信號(hào)通過大地返回到發(fā)射機(jī)接地端，從而形成回路，這時(shí)拿著接收機(jī)沿管線方向行走，便能接收到發(fā)射機(jī)施加在管線內(nèi)信號(hào)產(chǎn)生的的電磁波。

（2）“管線雷達(dá)”是利用電磁波探測(cè)所有材質(zhì)的地下管線，但對(duì)環(huán)境要求較高，測(cè)深能力差，對(duì)探測(cè)者素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)要求較高。

國(guó)內(nèi)和國(guó)外有許多種，目前應(yīng)用最多的是英國(guó)和美國(guó)產(chǎn)的“管線探測(cè)儀”。如：英國(guó)雷迪公司生產(chǎn)的RD4000PDL、RD6000PDL、RD8000PDL、RD8100PXLTM,美國(guó)里奇公司生產(chǎn)的SR—20、ivax-Metrotech 公司生產(chǎn)的-VLP29(威邁)等。

國(guó)內(nèi)主要有上海邁迪公司生產(chǎn)的產(chǎn)MD—408、予迪公司生產(chǎn)的產(chǎn)-VLP6000（鷹眼）、AP-1（全數(shù)字）等等。

4 地下管網(wǎng)勘查行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

地下管線勘查目前主要有以下技術(shù)規(guī)程。

（1）2003 年，由國(guó)家建設(shè)部制定的《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》CJJ61-2003，J271—2003。

（2）2016 年，國(guó)家住建部制定的《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》CJJ61-2016。

（3）2017 年2 月20 日，國(guó)家住建部制定的《城市綜合地下管線信息系統(tǒng)探測(cè)技術(shù)規(guī)程》CJJ/269-2017 。

（4）每個(gè)省市在開展地下管網(wǎng)勘查時(shí)，都會(huì)根據(jù)自己的實(shí)際制定相應(yīng)的《XXX 省XX 市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》。

（5）在開展地下金屬管網(wǎng)勘查時(shí)，同時(shí)要遵循《XXX 市地下管線探測(cè)實(shí)施方案》和《XXX 市地下管線探測(cè)監(jiān)理大綱》。

5 地下金屬管網(wǎng)勘查的工作任務(wù)、工作程序和工作方法

用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確描述各類地下金屬管線的空間位置和屬性信息，建立地下金屬管線信息管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市高效率、高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn)的標(biāo)志。

5.1 地下金屬管線勘查的主要任務(wù)

（1）對(duì)地下金屬管線進(jìn)行物理探查定位和坐標(biāo)測(cè)定（X、Y、H），為計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)管理打下良好基礎(chǔ)。

（2）采用計(jì)算機(jī)輔助制圖技術(shù)，編繪各種管線圖（綜合管線圖和各專業(yè)管線圖），按規(guī)范編制各類管線成果表。

（3）按要求形成各種管線的計(jì)算機(jī)管理數(shù)據(jù)文件及管線資料數(shù)據(jù)庫(kù)，建立地下管線信息管理系統(tǒng)。

（4）建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)，施測(cè)大比例尺地形圖或帶狀地形圖。

5.2 地下金屬管線勘查工作程序

（1）接受任務(wù)：委托或投標(biāo)。

（2）收集資料：各專業(yè)權(quán)屬單位上交的現(xiàn)狀調(diào)繪圖、已有管線成果表；市區(qū)大比例尺地籍圖、測(cè)繪控制成果。進(jìn)行整理分析。

（3）實(shí)地踏勘：核查已有資料的可利用程度，核查測(cè)區(qū)內(nèi)控制點(diǎn)的位置和保存精度。

（4）根據(jù)踏勘情況，選擇合理的探查方法和必要的方法試驗(yàn)。

（5）在前述基礎(chǔ)上，編寫管線探查實(shí)施方案。

（6）根據(jù)探查實(shí)施方案和監(jiān)理大綱，在測(cè)區(qū)進(jìn)行管線探查。對(duì)明顯管線點(diǎn)和各種窨井實(shí)地調(diào)查；對(duì)隱蔽管線點(diǎn)采用物探方法探查和開挖調(diào)查。

同時(shí)測(cè)量人員進(jìn)行基礎(chǔ)控制測(cè)量、圖根點(diǎn)測(cè)量和地形圖測(cè)量。然后將所有管線探查測(cè)繪到地形圖上，最后數(shù)字化成圖。

（7）管線探查結(jié)束，提請(qǐng)?zhí)讲槌晒?yàn)收，實(shí)地檢查形成的管線圖、管線成果表。

（8）進(jìn)行管線資料綜合整理，形成各種管線的計(jì)算機(jī)管理數(shù)據(jù)文件及管線資料數(shù)據(jù)庫(kù)，建立地下管線信息管理系統(tǒng)。編寫地下管線勘查報(bào)告。

5.3 地下金屬管線探測(cè)工作方法

（1）明顯管線點(diǎn)實(shí)地調(diào)查：對(duì)有出露點(diǎn)和管線井的明顯管線點(diǎn)，逐一開井實(shí)地調(diào)查，查明地下管線的建、構(gòu)筑物和附屬設(shè)施，查清其權(quán)屬單位、性質(zhì)、材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量（包括管塊孔數(shù)、管線根數(shù)）、埋設(shè)方式，量測(cè)管線埋深、管道和管溝的斷面尺寸，并確定物探范圍。

（2）隱蔽管線點(diǎn)的物探探查：①金屬管線探查方法的選擇：使用專用管線儀或其他物探儀器。選擇物探儀的原則：儀器頻率要寬，儀器性能穩(wěn)定，分辨率高。探查地下管線的方法有電磁法、直流電法、磁法、地震波法和紅外輻射法。應(yīng)用最廣泛的是電磁法。電磁法又分為被動(dòng)源法和主動(dòng)源法。被動(dòng)源法包括工頻法（50Hz法）、甚低頻法；主動(dòng)源法包括直接法、夾鉗法和感應(yīng)法。②定位：探測(cè)中采用的信號(hào)接收確認(rèn)方法主要采用極大值法，它與極小值相比，異常幅度大而寬，易發(fā)現(xiàn)異常，受周圍干擾也小。定位時(shí)，應(yīng)消除系統(tǒng)誤差，正反向較差小于或等于3cm。

6 地下金屬管網(wǎng)勘查中的安全工作常識(shí)

安全工作是我們生活和生產(chǎn)中的重中之重，地下金屬管線探測(cè)中的安全工作更是具有其特殊性。

6.1 探測(cè)者在管線探測(cè)中應(yīng)時(shí)刻注意自身和他人的安全

（1）地下管線均分布在交通干線兩側(cè)，因此探測(cè)者每天工作時(shí)，要嚴(yán)格遵守交通法規(guī)；同時(shí)在探測(cè)中要時(shí)刻穿好“信號(hào)服”；在道路中間工作時(shí)，要布置好安全警示標(biāo)志。

（2）從表1 中，可看到地下管線眾多的附屬設(shè)施中，供水有閥門井、水表井、檢修井；排水有雨水井、污水井；熱力有閥門井、檢修井；電力有電力井；通訊有檢修井，這些“井”，由于位于陰暗潮濕的地下，所以統(tǒng)稱“窨井”，井內(nèi)氧氣稀薄，還易產(chǎn)生沼氣，有的井內(nèi)還有毒蛇和蟑螂，因此，在井下作業(yè)時(shí)，要先打開井蓋，通風(fēng)一定時(shí)間，觀察沒有危險(xiǎn)后，再下井工作。而工業(yè)管道的閥門井、檢修井中，本身就存在易燃和對(duì)人有害氣體，因此，在井下作業(yè)時(shí)，井內(nèi)通風(fēng)時(shí)間要充足，并禁用充電法探測(cè)。

表1 地下管線分類和附屬設(shè)施統(tǒng)計(jì)表

（3）井下作業(yè)結(jié)束，切記蓋緊井蓋，避免對(duì)自己和他人造成傷害。

（4）對(duì)電力和燃?xì)?、工業(yè)管道中隱蔽的物理探測(cè)點(diǎn)，慎用釬探法驗(yàn)證探測(cè)精度。避免對(duì)人和管線造成傷害和損傷。

（5）測(cè)量時(shí)測(cè)網(wǎng)控制點(diǎn)，首先要選擇在通視條件好且保證測(cè)量人員安全的地方。

6.2 在管線探測(cè)中應(yīng)時(shí)刻注意儀器設(shè)備的安全

（1）使用探測(cè)儀器時(shí)，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，避免儀器的損傷。如：用感應(yīng)法探測(cè)時(shí)，接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)過近，接收機(jī)電容部件容易被擊穿。

（2）探測(cè)者每天工作在鬧市區(qū)，過往人員和車輛較多。探測(cè)儀器和測(cè)量?jī)x器要時(shí)刻不能離開探測(cè)者視線，避免儀器的丟失和損傷。

7 結(jié)語

文章針對(duì)地下勘查工作所涉及的管線類型進(jìn)行了介紹,然后通過實(shí)例研究論述目前地下金屬管線勘查常用的方法。結(jié)合多年來對(duì)地下金屬管線勘查內(nèi)容提出了自己的一些經(jīng)驗(yàn)心得,以供借鑒。