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青海隆成勘测工程有限公司

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地下管线探测在工程中的应用

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发表时间:2021-06-17 22:08

1. 概况


随着测绘技术的高速发展,工程测量的应用领域不断扩展,除了传统的控制测量,地形测量,施工测量,变形测量五大部分,还有地下管线探测领域。而地下综合管线探测在城市的地下空间规划、建设中起着重要的作用。本文讲述地下管线探测在工程中的应用现状,所采用的技术和方法及本人对管线探测的一些体会。


2.地下管线探测的基本内容


2.1 作业内容


我们所做的地下管线探测,就是获取地下管线走向、空间位置、附属设施及其有关属性信息,编绘地下管线图、建立地下管线数据库和信息管理系统的过程,包括地下管线资料调绘、探查、测量、数据处理与管线图编绘、信息系统建立以及成果资料的验收等。地下管线探测的对象包括埋设于城市规划区内的电力、通信、供水、排水、燃气、热力、工业、地下综合管廊等管线及其附属建(构)筑物等。地下管线探测时查明地下管线资料的类别、平面位置、走向、埋深、高程、偏距、规格、材质、传输物特征(压力、流向、电压)、建设年代、权属单位以及管线的附属物等,编绘综合地下管线图、专业地下管线图。


2.2作业依据


(1)《地下管线探测技术规程》DB11/T316-2015


(2)《国家基本比例尺地图图式 第1部分 1:500 1:1000 1:2000地形图图式》(GB/T 20257.1-2017)


(3)《工程测量规范》GB50026-2007;


(4)《城市测量规范》CJJ/T8-2011;


2.3主要仪器配置


RTK、全站仪、水准仪、管线探测仪等。


3. 地下管线资料调绘


现有地下管线资料的调绘,经过对已埋设的各种地下管线资料进行搜集、分类、整理,并转绘到设计提供的1:500地形图上,作为地下管线探查时作业参考的依据。现有地下管线资料的调绘的工作在地下管线探查工作开展前完成。管线资料收集工作可以向各管线权属单位或北京市测绘设计研究院进行查询。


4. 地下管线探查


4.1探查原则


地下管线探查就是在现有地下管线资料调绘工作的基础上,采用实地调查与仪器探测相结合的方法,在实地查明各种地下管线的敷设状况,并绘制探查草图。在地面上设置管线的标志,以便采集其点位坐标和高程。


管线点包括线路特征点和附属设施中心点,在无特征点的直线段上也设置管线点,其设置间距在城区不大于100米,郊区不大于200米。特征点包括:分支点、转折点、起讫点、变坡点、变材点、变径点、上杆、下杆等。附属设施包括:各种检查井、闸井、仪表井、接线箱、变压箱、人孔、手孔等。当地下管线弯曲时,在圆弧起讫点和中点上设置管线点,当圆弧较大时,适当增加管线点,以保证地下管线的弯曲特征。


4.2地下管线实地调查


在地下管线现状调绘图所标示各类地下管线位置的基础上,通过对露出的地下管线及附属设施进行实地详细调查、量测和记录,量测采用检验合格的钢卷尺读至厘米,并按规定填写管线调查表。实地调查时查明每一种管线的类型、管径、埋深、和材质等,在检查井中心设置管线点时,当井位中心偏离管线中心线距离大于0.2米时,量测和记录偏心距,偏心距的单位为米。由管沟构成的地下管线,以管沟的几何中心设置管线点。对于同种类双管或多管并行的直埋管道,当两最外侧管线的中心间距小于或等于1米时,在管线几何中心位置设置管线点,大于1米时,分别在管线的中心位置设置管线点。


4.3地下管线仪器探查


地下管线探查遵循以下原则:


(1) 从已知到未知;不论采用何种物探方法都应在正式投入使用之前,在已知地下管线敷设情况的地方进行方法实验,评价其方法的有效性和精度,然后再推广到未知区开展探查工作。


(2)从简单到复杂;在一个地区开展探查工作时,应首先选择管线少、干扰小、条件比较简单的区域开展工作,然后逐步推进到条件相对复杂的地区。


(3) 方法有效、快捷、轻便;如果有多种探查本地区管线的方法可选择时,应首先选择效果好、轻便、快捷、安全和成本低的方法。


(4) 相对复杂条件下,根据复杂程度宜采用相应综合方法;在管线分布相对复杂的地区,用单一的方法技术往往不能或难以辨别管线的敷设情况,这时,应根据相对复杂程度采用适当的综合物探方法,以提高对管线的分辨率和探测结果的可靠程度。


(5)先主管、后支管;先查埋深较浅的管线,后查埋深较深的管线;先从管线稀疏路段开始再到管线密集路段。


(6)先查管径大的管线,后查管径小的管线。以管线直线段或明显标志点为基础,逐步向管线密集复杂地区探入,直至全部解决管线的定性、定位、定深。


4.4地下管线探查方法选用


由于地下管线种类不同、材质不同,其本身所具有的地球物理特征也各有差异,因此探测时采用的方法和选用的频率也各有不同。


(1)对良性传导管线宜采用有源法探测,探测方法可选择感应法,加钳法,单端连接法或双端连接法,在管线密集地段,宜采用两种或两种以上方法进行验证。以及在不同的地点采用不同信号加载方式进行验证,并结合工作环境应采用多种物探方法和手段进行反复探测。


(2)对非良性传导管线宜采用电磁波法(地质雷达),用探地雷达进行剖面扫描探测,必要时进行开挖验证,对大口径的管线及埋设特深的管线也可采用探地雷达探测和验证。


(3)电磁感应类地下管线探测仪探察地下管线平面位置时,首先应采用扫描方式探测出管线的大致位置,再进行追踪定位,并运用峰值法进行管线定位,无干扰时宜采用零值法加以验证;转折点、分支点应采用交会法定位,定位前应先查明管线走向和连接关系,在管线走向的各个方向上均应至少测三个点,且三个点位于一条直线上,然后通过交会定出特征点的具体位置。


(4)在精确定出平面位置时,用经方法试验验证的定深方法:如70%特征点法、直读法等方法测深,同时多种测深方式定深,然后取其中数作为管线的埋深。定深的管线点一般情况下应选在被查管线前后至少4倍埋深范围内是单一的直管线,中间无分支或弯曲,且相邻平行管线之间的间距应大于被查管线的深度的1.5倍或其干扰能被有效抑制。上述条件未能满足时,仪器的读数可作参考。


(5)对于管线复杂和困难地区宜采用综合方法探测,然后根据探测效果选取**、最有效的探测方法,必要时采用开挖方法验证,被查金属管线临近有较多平行管线或管线分布情况较复杂时,宜采用直接法,加钳感应法、压线法或选择激发法等方式进行探察。采用直接法应把信号施加点点上的绝缘层刮干净,保持良好的电性接触;接地电极应布设合理,接地点上应有良好的接地条件。


5. 地下管线测量


5.1 平面控制测量


平面控制测量可采用三级导线、三级导线网、图根导线、GNSS测量和GNSS RTK测量等方法。三级导线或导线网应在等级控制网或一、二级导线网的基础上布设,图根导线应在三级导线或导线网的基础上布设。附合导线使用全站仪按二、三级导线精度要求进行施测。有关技术要求详见表5-1:


            光电测距导线的主要技术要求                  表5-1


等级


闭合环或符合导线(km)


平均边长(m)


测距中误差


(mm)


测角中误差


(〃)


导线全长相对闭合差


一级


3.6


300


≤±15


≤±5


≤1/14000


二级


2.4


200


≤±15


≤±8


≤1/10000


三级


1.5


120


≤±15


≤±12


≤1/6000


   各等水准测量的主要技术要求(mm)             表5-2


等级


每千米高差中数中误差


测段、区段、路线往返测高差不符值


测段、路线的左右路线高差不符值


符合路线或环线闭合差


检测已测测段高差之差


偶然中误差


权中


误差


平原丘陵


山区


二等


≤±1


≤±2


≤图片关键词


-------


≤图片关键词


≤图片关键词


三等


≤±3


≤±6


≤图片关键词


≤图片关键词


≤图片关键词


≤图片关键词


≤图片关键词


四等


≤±5


≤±10


≤图片关键词


≤图片关键词


≤图片关键词


≤图片关键词


≤图片关键词


     三角高程测量的主要限差       表5-3


项目


线路长度


km


测距长度


m


高程闭合差


mm


限差


≤4


≤100


≤10图片关键词


5.2 高程控制测量


在等级控制点的基础上布设附合水准路线或三角高程导线,以满足地下管线测量的高程控制需要。采用电磁波测距三角高程测量时,应与导线测量同时进行。各等水准测量的技术要求见表5-2,三角高程测量的主要限差见表5-3。


6.地下管线测绘数字化成图


6.1地下管线综合图测绘的精度


(1) 采用解析法测绘,地下管线与邻近的地上建筑物、相邻管线、规划道路中线的中误差,不大于图上±0.5 mm;


(2) 隐蔽管线点的探查精度应符合下列规定:


       (1-1)平面位置限差δts为0.10h;


       (1-2)埋深限差δth为0.15h。


注:h为地下管线的中心埋深,单位为毫米;当h<1000mm时,按h=1000mm计算。


(3)管线点的测量精度应符合下列规定:


      (1-1)相对于邻近控制点的平面位置中误差mcs绝对值不应大于50mm;


      (1-2)相对于邻近控制点的高程测量中误差mch绝对值不应大于50mm。


(4) 测绘地下管线地形图和地下管线点坐标的导线按不同比例尺的图根导线和支导线的技术来施测。管线测点高程按图根水准图片关键词(mm)(n为测站数)的精度要求,采用光电测距三角高程方法由高程控制点单向观测测定。


6.2编制地下管线图及成果表


地下管线测量外业完成后,把整理好的地下管线资料,利用计算机系统进行数字化按管线分类进行分层、颜色处理,管线图的格式依据《地下管线探测技术规程》DB11/T316-2015,以便于设计单位使用。


                                         管线分层表                               表6-2


层名


色号


管线名称及内容


供水


4


上水、中水、消防水等


雨水


5


含排水方涵、管涵及盖板河等


污水


247


含雨水、污水合流


燃气


6


煤气、天然气分高、中、低压


热力


30


供暖、热水、蒸气等


电力


1


电力管沟及直埋,分高压、低压、照明


通信


3


含光缆、通讯、歌华有线,管沟及直埋


工业


7


氢气、氧气、乙炔、石油、航油等


地下管廊


7


管廊、管沟


不明管线


1


不明管线


地下管线测量数字化成图通过对已有测量资料收集、管线调查与外业测量探测等手段所采集的数据输入计算机,经数据处理、图形处理、输出综合地下管线图和各种成果表。部分管线图及成果表见附图2,附表1。


7. 应说明的问题


市政道路上各种地下管线重叠交错,给管线探测增加了难度。物探工作因受周围环境及游散电场的影响干扰,往往使探测结果产生畸变,使探测结果失真,更有甚者干扰场隐藏掩盖了管线异常,所以部分管线探测结果可能与实际有些差异。


管线探测工作基本能将地下管线探查清楚,但由于地下管线的复杂性和电磁干扰等原因,个别管线可能与实际有出入,对有的非金属直埋管线(如光缆)可能探测不到,因此在施工时应再次核实,保证施工安全。


8. 结束语


地下管线是城市基础设施的重要组成部分,被人们称为城市的“生命线”。随着城市建设的快速发展,城市地下空间规划设计、建设、管理、地下管线运行和维护管理以及城市应急管理等都需要现势、准确和完整的地下管线信息,地下管线信息的重要性日益被城市各级政府部门所重视。而地下管线探测为摸清城市已有地下管线的现状,提供了一种快捷、经济和有效得手段,已被国内各城市广泛采用。近几年,在北京的城市建设中,有多次因为地下管线信息掌握不准确造成的工程事故,如道路塌陷、燃气泄露等等,都是与原有地下管线的空间位置发生冲突,造成了重大的经济损失。所以,在此建议各种地下管线的权属单位,加强对地下管线竣工测量的管理工作,并建立地下管线信息系统,及时进行数据更新,以便各种工程查阅的需要,为城市规划和建设提供现势的基础资料。


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