基于RD8000和RTK的地下管線探測(cè)技術(shù)

薛守勇 劉友文

摘要

地下管線是城市市政建設(shè)的重要組成部分，為了更好地進(jìn)行規(guī)劃和管理，需要準(zhǔn)確探明地下管線的現(xiàn)狀。本文在討論地下管線探測(cè)重要性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析基于RD8000和RTK的管線探測(cè)的技術(shù)和注意事項(xiàng)，為城市地下管線探測(cè)工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】地下管線 RTK 測(cè)量

1引言

地下管線是城市生活的生命線，城市發(fā)展離不開地下管線的建設(shè)和管理。地下管線的探測(cè)是市政建設(shè)施工必不可少的前提條件，是有效利用地下空間資源的基礎(chǔ)性工作，對(duì)智慧城市建設(shè)和應(yīng)急防災(zāi)工作都具有重要意義。隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，城市地下管線的數(shù)量和規(guī)模越來(lái)越大，構(gòu)成狀況越來(lái)越復(fù)雜。地下管線的類型變得越來(lái)越多，管線材質(zhì)多樣化，加上頻繁的工程建設(shè)，使得地下管線探測(cè)工作增加了許多難度。因此，除了使用更先進(jìn)的探測(cè)設(shè)備外，在管線探查方法和技術(shù)方面，也要求與時(shí)俱進(jìn)，使探測(cè)工作變得更為準(zhǔn)確和便捷。

地下管線包括鋪設(shè)于地下的供水、排水、污水、燃?xì)?、熱力、電力、通信、廣播電視、石油和天然氣等管線及其附屬設(shè)施，以及用于集中敷設(shè)上述管線的綜合管廊。地下管線探測(cè)分成探查和測(cè)量?jī)蓚€(gè)階段，探查是指在現(xiàn)場(chǎng)查清各種地下管線的鋪設(shè)情況，確定投影到地面上的位置和量測(cè)埋深，并在地面標(biāo)注管線點(diǎn)信息，以便進(jìn)行坐標(biāo)和高程的測(cè)量。管線測(cè)量工作是布設(shè)控制點(diǎn)，在進(jìn)行碎部測(cè)量，得到管線點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并繪制成地下管線圖。城市市政道路下密布的地下管線情況十分復(fù)雜，嚴(yán)重影響了道路施工改造，只有對(duì)施工區(qū)域地下管線做出準(zhǔn)確地探測(cè)和分析，繪出管線分布圖，才能保證道路施工改造的順利開展。

2地下管線的探查

地下管線探查是為了確定各種地下管線的鋪設(shè)情況，確定投影到地面上的位置和量測(cè)埋深，并在地面標(biāo)注管線點(diǎn)信息，以便進(jìn)行坐標(biāo)和高程的測(cè)量。為了明確不同的管線和走向，探查時(shí)要利用已有的管線圖紙，并且盡量打開井蓋進(jìn)行探測(cè)。地下埋藏的管線，采用雷迪RD8000管線探測(cè)儀，確定其埋深和管線特征點(diǎn)的位置。

RD8000是采用數(shù)字固件設(shè)計(jì)，為用戶提供了一種可控性強(qiáng)、可靠性高的管線探測(cè)解決方案，是具備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高性能管道和電纜定位儀。使用RD8000時(shí)，一般有3種方法：信號(hào)夾鉗法、直接法以及感應(yīng)法。感應(yīng)法最常用，它適合任意有金屬材質(zhì)的管線，并且最方便;而夾鉗法則最為準(zhǔn)確，當(dāng)遇到管線復(fù)雜且密集的區(qū)域，要利用夾鉗法來(lái)區(qū)分不同的管線，以免造成錯(cuò)誤;直接法，主要用于給水以及天然氣等管線類型。探查中，除了探測(cè)出每條管線的特征點(diǎn)在地面的投影位置，還要用鋼卷尺或手持測(cè)距儀量測(cè)出管線的埋深，并用油漆在地面做好標(biāo)記，以便于點(diǎn)位的數(shù)據(jù)采集。

2.1明顯管線點(diǎn)探查

一般地下管線在地面上都有井蓋等設(shè)施，這些設(shè)施是輕易可見的。部分管線是可以不需要借助探測(cè)儀直接調(diào)查的，比如雨水、污水等管線。這類管點(diǎn)和管線的調(diào)查相對(duì)簡(jiǎn)單。主要探查內(nèi)容包括管線性質(zhì)、材質(zhì)、管塊孔數(shù)、尺寸、埋深、走向、井室規(guī)格等。探查時(shí)為了保證探查結(jié)果的準(zhǔn)確性，除了加強(qiáng)技術(shù)管理外，要配置專用量測(cè)工具，管線性質(zhì)主要通過(guò)實(shí)地調(diào)查、相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指點(diǎn)等來(lái)確定。

2.2隱蔽管線點(diǎn)探查

隱蔽的地下管線需要利用探測(cè)儀進(jìn)行探查，通過(guò)將探測(cè)儀發(fā)出的電磁信號(hào)傳遞到被探查管線上，引起城市地下管線產(chǎn)生諧變電磁場(chǎng)，在利用接收機(jī)進(jìn)行接收地下管線發(fā)出的電磁信號(hào)，并對(duì)接收到的電磁信號(hào)進(jìn)行分析，確定管線特征點(diǎn)的坐標(biāo)以及埋深和連接關(guān)系，是探查的難點(diǎn)所在。管線材料有點(diǎn)是金屬，有的是PE管等非金屬。金屬材質(zhì)管線可以采用電磁法，非金屬管線需采用電磁波法進(jìn)行探查。另外為了提高準(zhǔn)確性，還需要調(diào)閱相關(guān)資料和求助于相關(guān)技術(shù)人員。

2.3管線點(diǎn)設(shè)置、編號(hào)和標(biāo)注

2.3.1管線點(diǎn)的設(shè)置

對(duì)于明顯點(diǎn)位，設(shè)置相對(duì)簡(jiǎn)單。比如檢修井和閥門井把管線點(diǎn)設(shè)置在井蓋中心，而當(dāng)井蓋中心和地下管線點(diǎn)的中心偏差超過(guò)20厘米時(shí)，則要把實(shí)測(cè)管線點(diǎn)當(dāng)做偏心的井點(diǎn)。

對(duì)于隱蔽點(diǎn)位，需在特征點(diǎn)處設(shè)置管線點(diǎn)，管線如果是直線，超過(guò)75米的間距需要加密特征點(diǎn);在特殊地段，如施工區(qū)、過(guò)河等，間距可大于75米。遇到曲線的管線時(shí)，需在曲線中間添加管線點(diǎn)位用以保證圓弧曲線的彎曲特征;當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)墻或者入室的時(shí)候也要設(shè)置管線點(diǎn)。

2.3.2管線點(diǎn)的編號(hào)

管線點(diǎn)包括探測(cè)點(diǎn)、起訖點(diǎn)、三通、四通、分支、變徑點(diǎn)、變深點(diǎn)、變質(zhì)點(diǎn)等，也包括管線的附屬設(shè)施，比如各種類型的井、閥、接線箱等。管線編號(hào)可以由類別代碼和數(shù)字組成。

2.3.3管線點(diǎn)的標(biāo)注

為了便于識(shí)別和測(cè)量，需在實(shí)地標(biāo)注管線點(diǎn)信息。通過(guò)采用紅色油漆進(jìn)行標(biāo)注。比如可以為管線點(diǎn)標(biāo)注記號(hào)“⊕”及管線點(diǎn)名字，若是較大的井還要在實(shí)地中注明邊框位置，以便開展后續(xù)測(cè)量工作。

3地下管線測(cè)量方法

3.1控制點(diǎn)測(cè)量

控制點(diǎn)測(cè)量有很多方法，如三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、GNSS精度定位、CORS網(wǎng)RTK測(cè)量等。RTK是衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位定位技術(shù)，它可以在很短的時(shí)間內(nèi)得到厘米級(jí)的定位結(jié)果，是衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)里程碑。利用CORS進(jìn)行RKT測(cè)量是相對(duì)更為便捷和使用的方法。選定工程所要求的坐標(biāo)系和高程系統(tǒng)。采用雙頻RTK接收機(jī)作為流動(dòng)著站，接收CORS網(wǎng)信號(hào)，實(shí)時(shí)進(jìn)行控制點(diǎn)的測(cè)量，精度要符合工程要求。控制點(diǎn)在選點(diǎn)時(shí)，由于市區(qū)RTK的信號(hào)問(wèn)題，所以控制點(diǎn)點(diǎn)位選擇時(shí)，盡量遠(yuǎn)離高樓，視野盡量開闊，以免過(guò)多地進(jìn)行支站，人為地降低精度。RTK測(cè)量時(shí)，要等到整周模糊度固定狀態(tài)的時(shí)候才可進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)要采集多次，以避免數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性情況。

3.2管線點(diǎn)測(cè)量

管線點(diǎn)測(cè)量分成兩種情況，當(dāng)管線點(diǎn)位置開闊時(shí)，一般直接采用RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，當(dāng)管線點(diǎn)位置不利于RTK測(cè)量時(shí)，需要用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量的方法進(jìn)行采集。使用RTK采集時(shí)，為了提高準(zhǔn)確性，避免信號(hào)的不穩(wěn)定造成的影響，要求多次測(cè)量，且要整周模糊度固定模式。使用全站儀時(shí)，在測(cè)站上完成對(duì)中整平和測(cè)量?jī)x器高后，設(shè)置測(cè)站點(diǎn)，對(duì)后視點(diǎn)進(jìn)行歸零設(shè)置并且輸入點(diǎn)的代碼，按照極坐標(biāo)、盤左半測(cè)回的方法測(cè)定管線點(diǎn)的斜距、水平角、垂直角。對(duì)于每個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量，由近到遠(yuǎn)，再由遠(yuǎn)到近，以避免造成點(diǎn)位的遺漏，測(cè)距長(zhǎng)度一般不超過(guò)150米。

3.3探測(cè)的注意事項(xiàng)

（1）在進(jìn)行城市地下管線探測(cè)前，要先對(duì)管線基礎(chǔ)知識(shí)有初步了解，例如怎樣快速區(qū)別管線材質(zhì)種類、目視判斷管徑大小，以方便在遇到一些特殊情況下，能準(zhǔn)確地完成對(duì)管線點(diǎn)探查。

（2）在探測(cè)過(guò)程中，要依照己知管線來(lái)對(duì)未知管線進(jìn)行探測(cè)，對(duì)于探測(cè)得到數(shù)據(jù)，需要利用其它方法進(jìn)行辯證。

（3）在相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，探查要以?shī)A鉗法為主，直接法為輔，最后以間接法進(jìn)行探測(cè)，并多掃橫縱斷面，以便提高數(shù)據(jù)的可靠性。

（4）在管線測(cè)量過(guò)程中，對(duì)管線的定位和埋深是最重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)楣芫€數(shù)據(jù)正確與否會(huì)直接關(guān)系到施工過(guò)程的安全問(wèn)題，包括對(duì)現(xiàn)有管線的保護(hù)和對(duì)施工人員的安全保障。

4結(jié)論

地下管線關(guān)系著城市的發(fā)展和百姓的生活，其重要性不言而喻。隨著城市功能越來(lái)越復(fù)雜，地下管線探測(cè)也越來(lái)越得到城市管理部門的重視。本文在討論了地下管線測(cè)探測(cè)的意義的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了RD8000和RTK在管線探測(cè)中的應(yīng)用，主要包括探查和測(cè)量地下管線的類型、位置、路線、管徑和埋深等，并討論了探查和測(cè)量的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題和解決方法，特別強(qiáng)調(diào)了地下管線探測(cè)過(guò)程中的幾個(gè)注意事項(xiàng)。

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