城市道路地下管線探測(cè)研究

劉 艷 萍

(焦作市基礎(chǔ)地理信息中心，河南 焦作 454000)

城市地下管線是城市空間基礎(chǔ)地理信息的重要組成部分[1]，也是城市賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)[2]，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷深入，愈發(fā)凸顯了地下管線的重要性[3]。為了加強(qiáng)城市地下管線工程的規(guī)劃與管理，摸清城區(qū)管線工程現(xiàn)狀，進(jìn)一步提高城市綜合服務(wù)功能，充分發(fā)揮各類(lèi)管線在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)中的整體效益，更好的服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)[4]，本文以博愛(ài)縣城區(qū)為例，根據(jù)相關(guān)要求，完成博愛(ài)縣城區(qū)八條主要道路的管線探測(cè)工作。

1 研究區(qū)概況

博愛(ài)縣位于河南西北部,太行山南麓，豫晉兩省交界處，地理坐標(biāo)：東經(jīng)112°54′～113°12′，北緯35°2′～35°21′之間，總面積435 km2。本研究所包含的八條道路均位于博愛(ài)縣縣城，其中人民路、發(fā)展大道為新修道路，道路寬闊，交通流量較小，人流較少且兩側(cè)地形空曠，管線鋪設(shè)規(guī)整，其余6條道路位于老城區(qū)，車(chē)流量較大，人流擁擠，井蓋老舊不易撬開(kāi)，部分井室存在積水對(duì)管線探測(cè)造成很大影響，且兩側(cè)建筑物較高，對(duì)管線測(cè)繪有一定影響。

2 研究方法

2.1 總體研究思路

利用博愛(ài)城區(qū)及周邊保存完好的部分D級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，布設(shè)E級(jí)GPS控制網(wǎng)，實(shí)測(cè)四等水準(zhǔn)，采用連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)(CORS)布設(shè)圖根控制點(diǎn)，按全野外測(cè)量法施測(cè)1∶500數(shù)字地形圖；利用水準(zhǔn)儀或RTK，沿管道鋪設(shè)走向施測(cè)縱斷面，每20 m按設(shè)計(jì)要求施測(cè)一個(gè)橫斷面；收集已有地下管線資料，制作地下管線探測(cè)工作底圖，采用外業(yè)調(diào)查和利用管線探測(cè)儀探測(cè)等方法確定管線位置和埋深，利用全站儀測(cè)定管線點(diǎn)坐標(biāo)，將管線位置和管線要素套合到現(xiàn)狀地形圖上，編繪1∶500管線地形圖。

2.2 地下管線探查方法

由于地下管線種類(lèi)不同，材質(zhì)不同，其本身所具有的地球物理特征也各有差異，因此在測(cè)區(qū)開(kāi)始探測(cè)前，應(yīng)選用不同的儀器、不同的工作方式并選擇不同的地球物理?xiàng)l件、代表性的路段、不同的管線埋深情況進(jìn)行方法試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)已知地下管線上的數(shù)據(jù)比較或足夠的代表性的開(kāi)挖點(diǎn)驗(yàn)證、校核。通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)所投入探測(cè)的探測(cè)儀進(jìn)行全面的檢查、維護(hù)和清點(diǎn)，確定其儀器主機(jī)及配件齊備完整，性能穩(wěn)定，一致性對(duì)比良好的情況下投入生產(chǎn)，并確定探測(cè)方法和探測(cè)儀器的有效性和探測(cè)精度，選擇最佳的工作方法、合適的工作頻率、確定最佳收發(fā)距，最大限度的克服干擾，以提高探測(cè)精度，確定探測(cè)方法和探測(cè)儀器的修正系數(shù)或修正方法。采用實(shí)地調(diào)查結(jié)合管線探測(cè)儀，對(duì)道路范圍內(nèi)的給水、排水、電力、電信、天然氣、綜合管溝管線進(jìn)行探測(cè)。

2.2.1探測(cè)要求

1)各類(lèi)管線屬性按技術(shù)設(shè)計(jì)要求在外業(yè)進(jìn)行記錄，根據(jù)管線的相對(duì)位置將管線的走向、連接關(guān)系標(biāo)繪到草圖上，并將各類(lèi)管線編碼和管線規(guī)格、管線點(diǎn)號(hào)及埋深等屬性分別記錄。

2)管線規(guī)格量取：圓形斷面量取內(nèi)徑；矩形斷面量取內(nèi)壁的寬和高；不規(guī)則塑料管塊其規(guī)格量取最外圍矩形的寬和高，單位用mm表示。電力和通信為多根管道組成管塊埋設(shè)時(shí)，不直接量取，以管徑乘管道數(shù)為斷面尺寸。

3)管線以其在地面投影實(shí)際位置設(shè)置管線點(diǎn)，一般為管線的特征點(diǎn)上(如三通、轉(zhuǎn)折點(diǎn))或附屬物上，各種附屬設(shè)施在其幾何中心設(shè)置管線點(diǎn)。在各類(lèi)窨井上設(shè)置的管線點(diǎn)，管線點(diǎn)標(biāo)志設(shè)置在井蓋的中心，管線地面投影偏離井蓋中心大于0.2 m的，以實(shí)際投影位置設(shè)置管線點(diǎn)。

4)當(dāng)?shù)叵戮颐織l邊均大于1.2 m時(shí)實(shí)測(cè)井室和井蓋位置，井室作為構(gòu)筑物，井蓋作為附屬物單獨(dú)存放，管線地面投影偏離井蓋中心大于0.2 m時(shí)，以管線在地面的投影位置設(shè)置管線點(diǎn)，管線延長(zhǎng)線偏離井蓋大于0.2 m時(shí)，在井壁處設(shè)置管線點(diǎn)。

井室每條邊不全大于1.2 m時(shí)，只量取記錄井室大小，不投影井框位置。圓柱井或者手孔僅調(diào)查記錄屬性，無(wú)井室大小。

5)管線探測(cè)時(shí)均進(jìn)行連續(xù)追蹤，當(dāng)管線長(zhǎng)度超過(guò)75 m無(wú)特征點(diǎn)時(shí)，在其直線段上增設(shè)管線點(diǎn)，以控制管線位置及走向。為了保證能準(zhǔn)確表述其彎曲特征，當(dāng)管線彎曲，圓弧較大時(shí)，適當(dāng)增設(shè)了管線點(diǎn)，至少在圓弧起訖點(diǎn)和中點(diǎn)上設(shè)置管線點(diǎn)。管線施工為拋物線頂管的，在兩井之間適當(dāng)位置增加探測(cè)點(diǎn)，并在調(diào)查表埋設(shè)方式欄中填寫(xiě)“頂管”。

2.2.2探測(cè)方法

1)地下管線探測(cè)首先充分收集和分析已有的資料，并在實(shí)地踏勘的基礎(chǔ)上確定每一路段上管線的種類(lèi)及其分布情況，然后采取相應(yīng)的方法進(jìn)行探測(cè)。

2)排水在外業(yè)探查時(shí)，各明顯點(diǎn)的埋深、管線規(guī)格等屬性能下井的均下井量測(cè)，不能下井的用定制的鋼管扎到管(溝)底量測(cè)。

電力、電信管線在外業(yè)探查時(shí)，明顯點(diǎn)采用下井量取的方式量測(cè)，隱蔽點(diǎn)采用感應(yīng)法和夾鉗法結(jié)合的方式探查。

天然氣管線材質(zhì)多為PE，有示蹤線的采用直連法進(jìn)行探查，沒(méi)有示蹤線的由產(chǎn)權(quán)單位人員指認(rèn)位置，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記，并記錄埋深及相關(guān)屬性。

給水管線根據(jù)明顯點(diǎn)采用實(shí)地量測(cè)，隱蔽點(diǎn)管線材質(zhì)為鑄鐵時(shí)，采用感應(yīng)法探查，管線材質(zhì)為PVC或PE管時(shí)，由產(chǎn)權(quán)單位人員指認(rèn)位置，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記，并記錄埋深及相關(guān)屬性。

綜合管溝采用實(shí)地開(kāi)井量測(cè)的方法探查；被淤泥雜物掩埋的排水井、給水井等用鋼釬扎到管頂量測(cè)。

3 結(jié)果與分析

3.1 管線探測(cè)數(shù)據(jù)處理

根據(jù)外業(yè)繪制的草圖，使用軟件將各類(lèi)管線繪制成矢量圖形，并將各種管線屬性錄入到屬性欄中，結(jié)合外業(yè)采集的管線點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)完成管線圖的繪制，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)。軟件能實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)自動(dòng)成圖及橫斷面圖等多種圖件的自動(dòng)生成，具備數(shù)據(jù)的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)等功能，基本實(shí)現(xiàn)城市管網(wǎng)的計(jì)算機(jī)管理。管線探測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理流程見(jiàn)圖1。

根據(jù)外業(yè)探測(cè)草圖及外業(yè)探測(cè)記錄表，使用軟件繪制電子草圖，電子草圖包括管線點(diǎn)、管線及管線屬性，管線點(diǎn)按照規(guī)程以不同的符號(hào)化塊表示，管線段采用直線連接，相關(guān)屬性存儲(chǔ)在CAD實(shí)體對(duì)象的屬性中。之后根據(jù)電子草圖和測(cè)量文件，使用“坐標(biāo)匹配”功能，自動(dòng)匹配草圖上無(wú)坐標(biāo)的管點(diǎn)和管線至正確位置；輸入命令“ZBPP”，輸入測(cè)區(qū)號(hào)和小組號(hào)，選擇測(cè)量坐標(biāo)文件(*.dat格式)進(jìn)行坐標(biāo)匹配。最后使用“軟件”的管線數(shù)據(jù)質(zhì)檢功能，對(duì)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，包括結(jié)構(gòu)檢查、空間檢查、屬性檢查、邏輯檢查、三維表達(dá)檢查、分幅圖檢查等，主要保證成果在內(nèi)容格式要求上是完全符合數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求的，之后導(dǎo)出符合要求的管線成果表。

1)管線成果表依據(jù)管線測(cè)繪技術(shù)規(guī)程編制，并保持管線圖上點(diǎn)號(hào)與物探點(diǎn)號(hào)一一對(duì)應(yīng)。

2)以道路為單位裝訂成果表，每條道路按專(zhuān)業(yè)管線的類(lèi)別裝訂，裝訂順序依次為：電力→給水→排水→熱力→燃?xì)狻畔⑴c通信。

3.2 綜合管線地形圖編繪

在基礎(chǔ)地形圖的基礎(chǔ)上，使用成圖軟件結(jié)合人工編繪生成管線圖。將探測(cè)的地下管線資料(包括位置、材質(zhì)、種類(lèi)、埋深、管徑等)套合到1∶500道路數(shù)字化帶狀地形圖上，通過(guò)編輯整理，編繪1∶500綜合地下管線圖。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的城市規(guī)劃建設(shè)中，地下管線工程的規(guī)劃與管理具有重要意義。因此進(jìn)行城市道路地下管線探測(cè)研究，可以更好地促進(jìn)城市規(guī)劃與建設(shè)。本文以博愛(ài)縣城區(qū)為例，采用實(shí)地調(diào)查結(jié)合管線探測(cè)儀，對(duì)道路范圍內(nèi)的管線進(jìn)行探測(cè)，結(jié)合道路數(shù)字化帶狀地形圖，通過(guò)編輯整理，得到研究區(qū)綜合地下管線圖，研究結(jié)果將為博愛(ài)縣城市規(guī)劃與建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。