淮南市地下綜合管線普查與應(yīng)用

楊維超

（安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽 合肥230000）

0 引言

城市地下管網(wǎng)是保障人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，擔(dān)負(fù)著城市生產(chǎn)與生活所需的物料輸送以及信息傳輸，地下管線關(guān)系到城市的整體運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及居民的生活。 隨著城市建設(shè)與發(fā)展的更新?lián)Q代，新區(qū)與舊城的交替，新舊管線的改造與鋪設(shè)，地下管線日趨復(fù)雜［1－2］。 淮南市處于安徽省境內(nèi)，市區(qū)面積較大，地下管線較分散、復(fù)雜。 由于建市時(shí)間較長加之市內(nèi)包括大量煤炭、化工、電力等生產(chǎn)企業(yè)，前期地下管線缺乏統(tǒng)一管理，給城市地下管線的管理工作帶來了較大的難度［3］。 同時(shí)，由于地下管線探明不清和城市的快速發(fā)展，導(dǎo)致城區(qū)時(shí)常發(fā)生大雨內(nèi)澇、管路泄漏爆炸、管線破壞導(dǎo)致路面和房屋塌陷等事件，嚴(yán)重威脅著人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行秩序［4－5］。 在城市規(guī)劃管理工作中，地下管線情況將嚴(yán)重影響地面建設(shè)設(shè)計(jì)和施工［6］，因此，急需對(duì)淮南市地下綜合管線情況進(jìn)行普查。

1 工程概況

淮南市位于安徽省中北部、淮河南岸，主要以煤炭，電力等為龍頭的老工業(yè)城市。 淮南市地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，隨著新老城區(qū)的發(fā)展，地下管線與地面建設(shè)之間的問題越來越明顯，因此，急需了解淮南市地下綜合管線情況。 淮南市地下綜合管線普查范圍包括大通區(qū)、謝家集區(qū)、八公山區(qū)、山南新區(qū)、鳳臺(tái)工業(yè)園、淮南經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)以及東西部第二通道，面積約為56.5 km2，管線長度為2 548.83 km。 主干管線基本布設(shè)在市區(qū)主次干道的快車道、慢車道以及人行道上，新近埋設(shè)的管線多位于快車道下，其余管線則處在慢車道和人行道下。 市區(qū)地下管線十分密集，管網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，上下重疊，部分水、煤氣管線埋深較大，且煤氣、給水管線材質(zhì)大部分是PE、PVC，探測(cè)無信號(hào)。 此外，各種檢修井水位較高，給管線探查和測(cè)量工作增加了很大難度。

2 管線探測(cè)內(nèi)容與依據(jù)

2.1 管線探測(cè)內(nèi)容

地下管線探測(cè)主要包括：首先，收集已有資料并對(duì)現(xiàn)有地下管線進(jìn)行調(diào)繪和現(xiàn)場(chǎng)勘探；然后，對(duì)儀器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)探查方案進(jìn)行驗(yàn)證并編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書；其次，對(duì)地下管線進(jìn)行實(shí)地探測(cè)和測(cè)量；最后，建立地下管線數(shù)據(jù)庫，形成地下綜合管線圖，輸出和保存成果。 具體為：查明測(cè)區(qū)內(nèi)給水、燃?xì)猓?煤氣、天然氣等）、電力（供電、路燈、交通信號(hào)等）、通訊（中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、有線電視、電力通訊等）各種地下管線及管線附屬設(shè)施的平面位置、地面高程、埋深、走向、材質(zhì)、規(guī)格、條數(shù)、電壓、性質(zhì)等信息；測(cè)量地下管線點(diǎn)的坐標(biāo)及高程；編寫數(shù)據(jù)報(bào)告并輸出各種成果資料及為地下管線信息管理系統(tǒng)提供合格的數(shù)據(jù)。

本測(cè)區(qū)在D 級(jí)GPS 點(diǎn)的基礎(chǔ)上（1980 西安坐標(biāo)系，中央子午線117°，3°帶成果，2012 年2 月份施測(cè)）共布設(shè)636 個(gè)RTK 圖根控制點(diǎn)，圖根高程采用水準(zhǔn)高程：管線點(diǎn)高程采用三角高程，共收測(cè)管線點(diǎn)99 714 個(gè)，管線長度2 548.83 km。

2.2 管線探測(cè)依據(jù)

根據(jù)《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》《城市測(cè)量規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)，控制測(cè)量采用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)為國家西安80 坐標(biāo)系，1985 國家高程基準(zhǔn)，地形圖等高距為1 m。 綜合管線成果的背景圖為1 ∶1000的電子圖，經(jīng)與實(shí)地比對(duì)，地形圖精度符合《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》 的要求。 從現(xiàn)有資料可知，通訊、電力、燃?xì)夤疚刺峁┱{(diào)繪圖，熱力公司提供的資料齊全。 從現(xiàn)場(chǎng)踏勘及探測(cè)情況看，部分道路管線調(diào)繪資料位置較準(zhǔn)確，個(gè)別路段管線資料僅為示意繪制，與實(shí)地相差比較大。 此外，個(gè)別管線分支無資料，且存在連接關(guān)系錯(cuò)誤等，新改造路段基本無新改造管線資料。 由于權(quán)屬單位提供的資料不全，權(quán)屬單位必須派人現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)。

3 管線圖繪制工藝流程

數(shù)據(jù)處理主要使用華東冶金自主開發(fā)基于CAD 平臺(tái)的《普查之星2013 地下管線智能成圖系統(tǒng)》，該系統(tǒng)可對(duì)實(shí)測(cè)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并能輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式。 該處理軟件經(jīng)二次開發(fā)，有功能強(qiáng)大、操作方便、界面友好、易學(xué)易用、接口靈活的優(yōu)點(diǎn)。 內(nèi)業(yè)工作流程需要保證工序順利銜接，提高質(zhì)量與效率。 內(nèi)業(yè)工作流程如圖1 所示。

圖1 業(yè)內(nèi)工作流程圖

4 主要技術(shù)方法

4.1 管線圖編繪方法

管線圖主要繪制步驟如下：（1） 地下管線圖的編繪以地形圖作為背景圖，采用華東冶金自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的《普查之星2013 地下管線智能成圖系統(tǒng)》，在AutoCAD 2004 平臺(tái)上完成，主要工作為：數(shù)據(jù)錄入與導(dǎo)入、管線自動(dòng)成圖和圖庫聯(lián)動(dòng)修改，保證編繪工作的效率和質(zhì)量；（2） 將《地下管線探測(cè)記錄表》輸入到計(jì)算機(jī)中， 確保與外業(yè)數(shù)據(jù)無誤后， 進(jìn)行100%邏輯檢查，邏輯檢查中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的，必須進(jìn)行核對(duì)并修改，確認(rèn)無誤后方可入庫；（3）將地下管線點(diǎn)測(cè)量的坐標(biāo)數(shù)據(jù)也導(dǎo)入到《普查之星2013 地下管線智能成圖系統(tǒng)》中；（4）根據(jù)探查屬性信息和測(cè)量空間信息自動(dòng)生成管線圖，疊加到地形圖后，將管線圖交外業(yè)檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的即時(shí)改正。

4.2 管線圖編繪成果輸出

在管線資料數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，利用軟件的管線成圖功能形成初步管線草圖，對(duì)管線的分布和關(guān)系進(jìn)行核實(shí)檢查。 外業(yè)檢查和數(shù)據(jù)核對(duì)無誤差時(shí)，生成正式的地下管線總圖。 主要步驟為：第一步，以1∶500 比例尺地形圖進(jìn)行圖層合并；第二步，把管線總圖進(jìn)行分幅，以數(shù)字地形圖作為背景地圖導(dǎo)入疊加管線分幅圖，進(jìn)行圖上點(diǎn)號(hào)編輯、綜合管線標(biāo)注和扯旗標(biāo)注，生成綜合管線圖。

5 成果與應(yīng)用

5.1 質(zhì)量保證措施

5.1.1 質(zhì)量管理對(duì)策

為了杜絕工程質(zhì)量事故，實(shí)現(xiàn)顧客質(zhì)量投訴率為零，因此圍繞以上總體質(zhì)量目標(biāo)，建立了質(zhì)量保證體系，執(zhí)行《質(zhì)量手冊(cè)》和相關(guān)程序文件。 針對(duì)每一個(gè)過程需要開展的質(zhì)量活動(dòng)，普查過程中確定并采取了有效的控制措施和方法，如表1 所示。

表1 質(zhì)量管理措施

5.1.2 質(zhì)量控制的實(shí)施

質(zhì)量控制實(shí)施主要過程如下：

（1）普查人員培訓(xùn)：探查工作開始前制定工作計(jì)劃、探測(cè)方案與施工細(xì)則；對(duì)參加的工程人員進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，組織學(xué)習(xí)與本工程有關(guān)各類技術(shù)文件；在施工前統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)規(guī)范。

（2）儀器管理：通過對(duì)試驗(yàn)工作區(qū)物探儀器一致性校驗(yàn)，確定了普查工程探測(cè)技術(shù)及有關(guān)工作參數(shù)，確保管線探測(cè)儀正常使用，并請(qǐng)專門機(jī)構(gòu)對(duì)所投入的測(cè)量儀器進(jìn)行了專業(yè)鑒定。 在外業(yè)施工期間，作業(yè)人員對(duì)其使用的儀器設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和維護(hù)，使儀器處于正常的工作狀態(tài)。

（3）資料分析：施工前收集對(duì)本次管線普查有關(guān)的各種資料（調(diào)繪資料、控制資料、地形圖件等），并對(duì)其進(jìn)行逐項(xiàng)的必要分析，確定該批資料的可利用程度。

（4）流程控制：施工前制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁鞒?，明確各工序間的銜接和分工責(zé)任；每道工序的成果經(jīng)檢查合格后，方可交付下一道工序使用，杜絕不合格產(chǎn)品繼續(xù)使用。

（5）質(zhì)量檢查：嚴(yán)格執(zhí)行三級(jí)檢查制度，即各臺(tái)組在施工過程中嚴(yán)格自檢、互檢，確保所出成果質(zhì)量。

5.2 質(zhì)量檢查

為了確保工程質(zhì)量，本次普查工程嚴(yán)格執(zhí)行《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》等規(guī)定，認(rèn)真進(jìn)行三級(jí)物探檢查，探查結(jié)果如表2 所示。

5.3 應(yīng)用結(jié)果與評(píng)價(jià)

抽查的各類原始記錄、探查工作草圖及圖幅接邊等情況表明，該工作流程能反映管線實(shí)際賦存狀況，最終的普查結(jié)果基本符合《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》 要求。 隨機(jī)抽樣檢查工作量按照《淮南市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》和監(jiān)理的要求進(jìn)行。結(jié)果表明：總檢查量大于5%，并抽取了60%的原始記錄進(jìn)行檢查；100%的工作草圖進(jìn)行實(shí)地核對(duì)，接邊圖幅全部在實(shí)地進(jìn)行接邊探測(cè)檢查和100%的機(jī)助草圖與工作草圖核對(duì)。 主要應(yīng)用與探查結(jié)果如下：

表2 三級(jí)檢查內(nèi)容和工作量分配統(tǒng)計(jì)表

（1）主要應(yīng)用精度統(tǒng)計(jì)。 明顯點(diǎn)重復(fù)量測(cè)檢查：明顯點(diǎn)總數(shù)6 1937 個(gè)，檢查點(diǎn)3 211 個(gè)，占明顯點(diǎn)總數(shù)的5.2%，中誤差2.04 cm，合格率99.31%。隱蔽點(diǎn)重復(fù)探測(cè)檢查結(jié)果為：隱藏點(diǎn)總數(shù)37 777個(gè)，檢查點(diǎn)2 006 個(gè)，占隱藏點(diǎn)總數(shù)的5.3%；平面定位中誤差3.11 cm，限差13.09 cm；測(cè)深中誤差5.08 cm，限差23.64 cm，合格率99.26%。

（2）應(yīng)用測(cè)量結(jié)果。 在測(cè)量施工結(jié)束后，各小組首先進(jìn)行自檢，自檢結(jié)果經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人員檢查合格后，各小組再進(jìn)行交叉互檢。 互檢結(jié)果經(jīng)審核合格后由項(xiàng)目部組織、項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)、測(cè)量技術(shù)員負(fù)責(zé)具體實(shí)施進(jìn)行項(xiàng)目部檢查。 按照分布均勻、選擇合理的原則，對(duì)精度較差的控制點(diǎn)進(jìn)行二次重點(diǎn)篩查，各項(xiàng)檢查設(shè)站比例均不低于5%。

平面測(cè)量檢查：測(cè)區(qū)內(nèi)共布設(shè)RTK 控制點(diǎn)636個(gè)，采用全站儀重復(fù)抽樣檢查47 個(gè)點(diǎn)位，檢查比例占總數(shù)的7.4%，檢查點(diǎn)位平面誤差為1.8 cm，高程誤差為1.4 cm。 管線點(diǎn)重復(fù)檢查：管線點(diǎn)重復(fù)測(cè)量檢查量5 401 個(gè)，總點(diǎn)數(shù)99 714 個(gè)，檢查比例為5.41%。 經(jīng)計(jì)算得：點(diǎn)位平面中誤差：Ms±2.32 cm；高程中誤差：Mh±1.44 cm。 管線點(diǎn)重復(fù)設(shè)站檢查點(diǎn)位中誤差小于Ms±5 cm，高程中誤差小于Mh±3 cm。

（3）質(zhì)量評(píng)價(jià)與問題處理措施。 部分給水，大部分燃?xì)釶E、PVC 管屬于非金屬管線，電磁法無法準(zhǔn)確定位定深，因此根據(jù)主要調(diào)繪資料，局部地區(qū)采用釬探或開挖方法重點(diǎn)驗(yàn)證。 另有部分路段發(fā)現(xiàn)燃?xì)鈽?biāo)示牌，但無探測(cè)信號(hào)及調(diào)繪資料，現(xiàn)場(chǎng)無明顯點(diǎn)或有明顯點(diǎn)（孤點(diǎn)） 無法推斷出走向。 數(shù)據(jù)庫檢查有個(gè)別超長點(diǎn)，主要原因?yàn)榉情_挖管線，埋深較大，處于土 堆 施 工 區(qū) 中 （ 圖 幅 號(hào)07. 25 － 01. 00， 點(diǎn) 號(hào)js028235）不能準(zhǔn)確探測(cè)中間線段的深度和平面位置，因此出現(xiàn)管線點(diǎn)超長現(xiàn)象（圖2）。 本測(cè)區(qū)部分電力井、信息井井內(nèi)積水嚴(yán)重，給水分支閥門及燃?xì)饽疅o法直接量測(cè)，埋深采用管線儀探測(cè)。 本測(cè)區(qū)存在部分井蓋被封死、占?jí)旱惹闆r，無法直接量測(cè)，因此需要根據(jù)前后及周邊管線情況推斷。 本測(cè)區(qū)部分管線段由于信號(hào)較差，現(xiàn)有的探測(cè)設(shè)備及探測(cè)技術(shù)有限，無法探測(cè)。 市政府北側(cè)和悅大街下穿橋附近有雨水水井，井深較深，未能探明管徑與方向（圖 幅 號(hào) 07. 25 － 01. 00， 點(diǎn) 號(hào) ys028955， 點(diǎn) 號(hào)ys058943，可能為雨水主管，與北側(cè)泵站相連）。 對(duì)重要路段進(jìn)行機(jī)械化開挖時(shí)，應(yīng)在本次普查結(jié)果的基礎(chǔ)上再采取必要手段進(jìn)一步詳細(xì)查證管線信息。

6 結(jié)論

隨著當(dāng)前社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市新老區(qū)域規(guī)劃建設(shè)的更新?lián)Q代，地下管線交接更替。 為了進(jìn)一步確保城市地下管線資料的實(shí)用性、有效性、現(xiàn)實(shí)性等要求，加強(qiáng)各管線單位的綜合管理，需要在完整的管線信息系統(tǒng)管理基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，為 “數(shù)字淮南” 的建立奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 淮南市地下綜合管線普查工程作業(yè)達(dá)到《城市測(cè)量規(guī)范》和《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》的要求，測(cè)區(qū)內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)精度均符合規(guī)定要求，探測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠性強(qiáng)。 淮南市在地下管線普查工作中總結(jié)的探測(cè)技術(shù)方法及經(jīng)驗(yàn)，可為后期進(jìn)一步開展淮南市其他區(qū)域管線普查提供有益借鑒。

圖2 淮南市綜合地下管線總圖