劉曉明，劉亞東

(國家測繪地理信息局黑龍江測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，黑龍江 哈爾濱150000)

一、概 述

在哈爾濱“智慧管網(wǎng)”系統(tǒng)管線普查工程中，黑龍江省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站(以下簡稱“質(zhì)檢站”或“我站”)承擔該工程成果質(zhì)量的檢查驗收工作。該工程于2013年6月開始，歷時一年半，覆蓋哈爾濱市道里、道外、南崗、香坊、平房、松北、呼蘭等7個主城區(qū)范圍內(nèi)，采集寬3．5 m及以上道路和開放式小區(qū)具有社會功能的道路上埋設(shè)于地下的各種管道、線纜以及出露地表和架空的管線和附屬設(shè)施的空間地理、安全運營管理等屬性信息。管線包括電力(供電、路燈、交通信號、廣告)、信息與通信(電信、移動、聯(lián)通、廣電、監(jiān)控)、給水、排水(污水、雨水和雨污合流)、燃氣(煤氣、天然氣、液化氣)、熱力、工業(yè)管道、危險化學(xué)品輸送管道(以下簡稱“?；饭艿馈?，包括氫、氧、石油等管道和長輸管道、線纜)及鐵路管線。同時以標準化探測數(shù)據(jù)為核心，建立哈爾濱市地下管線信息管理系統(tǒng)。

哈爾濱是黑龍江省省會，是中國緯度最高、氣溫最低的大城市，冬季長達5個月，氣候嚴寒、干燥，平均氣溫低于10℃的日期歷時210天，最冷的1月份平均氣溫為－20．3℃，極端最低氣溫為－38．1℃，夏季短暫，由于哈爾濱特有的氣候特點，多數(shù)管線出于防凍的目的，管線埋深較低緯度地區(qū)城市埋深要深，城區(qū)內(nèi)道路交通繁忙，行人、車輛較多，這些給管線普查成果質(zhì)量檢查驗收工作帶來較大影響。

本次管線普查工程測區(qū)地處松花江形成的三級階地上，上覆土壤主要是黑土、黑鈣土，道路多為瀝青和水泥鋪裝層，人行道多為花磚覆蓋，其下多為沙土層。地下管線主要分布在慢車道、人行道及綠化帶下，少數(shù)主要管道由于道路改造處于快車道上，除排水管線外地下管線材質(zhì)主要以金屬材質(zhì)為主，或含有金屬網(wǎng)、鋼筋骨架(如大部分光纜含鋼筋加強芯)等。

二、地下管線測量成果的檢驗

哈爾濱“智慧管網(wǎng)”系統(tǒng)管線普查工程測區(qū)面積約280 km2，整個工程劃分49個區(qū)塊，平均每個區(qū)塊有20幅1∶1000綜合管線圖，我站依據(jù)《GB/T 24356—2009測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》及《哈爾濱“智慧管網(wǎng)”系統(tǒng)管線普查工程質(zhì)量檢驗實施方案》對每個區(qū)塊進行抽樣檢查驗收，每個區(qū)塊抽檢2～3幅圖，保證樣本在區(qū)塊內(nèi)均勻分布，49個區(qū)塊綜合后保證樣本在整個測區(qū)內(nèi)均勻分布。檢查管線點的樣本量約占區(qū)塊內(nèi)普查管線點總數(shù)的2．5%，檢查的管線點以重要管線為主(重要管線包括燃氣、輸油、輸水、通信、熱力等)，覆蓋區(qū)塊內(nèi)所有類型管線，保證檢查的管線點在樣本圖內(nèi)均勻分布，并且具有代表性。

普查管線總長度19 440 km，1∶1000綜合管線圖2106幅，管線點共約1 068 467個，其中明顯管線點約559 484個，隱蔽管線點約509 143個，抽檢樣本圖幅共143幅，檢查管線點約26 800個，明顯點重復(fù)量測約14 000個，隱蔽點重復(fù)探查約12 800個。

1．管線點探查檢查方法

金屬管線分布在城區(qū)內(nèi)的主干道上，具有良好的導(dǎo)電性，電磁波很容易在該類管線上感應(yīng)并傳導(dǎo)，并在管線周圍形成電磁場，利用高精度的電磁波法探測儀器對這類管線周圍的電磁場接收處理，可以確定被探測管線的位置和埋深。該類管線比較典型的有熱力管線、輸水管線等。非金屬管道與周圍介質(zhì)存在一定的差異，主城區(qū)內(nèi)的排水管線材質(zhì)以砼為主，部分給水、燃氣管道材質(zhì)為PE管，由于非金屬管線與周圍的介質(zhì)之間存在著差異，這類管線使用探地雷達通過波譜分析進行探查及檢查，確定其走向、位置和埋深。在這類管線在檢查過程中，要進行兩個井開井量測，結(jié)合權(quán)屬單位資料及探地雷達波譜影像，綜合分析確定其材質(zhì)、走向、埋深等屬性。如金屬管之間用絕緣物(密封圈)隔開或接口銹蝕嚴重的金屬管線，采用高頻率的電磁波可以實現(xiàn)連續(xù)傳導(dǎo)，有效地分辨其與周圍介質(zhì)的電性差異。地表存在游散電流和高速行駛的汽車，會產(chǎn)生一定頻率的干擾電磁波，地面混凝土中的金屬網(wǎng)、金屬護欄、隔離欄是非連續(xù)性電磁干擾體，這些干擾因素會產(chǎn)生較強的假異常，給探查效果和檢查質(zhì)量帶來影響，在檢查過程中，遇到此類現(xiàn)象將進行3次以上的探查檢查，將因干擾帶來的粗差剔除，并且對有條件的管線進行開井量測，結(jié)合權(quán)屬資料，確保探查數(shù)據(jù)的準確性。

2．明顯管線點檢查

明顯管線點檢查采用同精度重復(fù)量測方法，使用經(jīng)過檢校的鋼卷尺、水平尺、“L”形專用測量工具進行量測，讀數(shù)至厘米。明顯管線點檢查中，首先檢查明顯管線點調(diào)查表是否填寫完全，其次確認探查的管線是否按相關(guān)規(guī)程規(guī)定進行實地調(diào)查。檢查中，重點檢查電力電纜或通信電纜相鄰管線點電纜根數(shù)發(fā)生變化的主干線;重點檢查給水、排水管道埋深，管徑(溝)材質(zhì)突變的主干線，檢查閥門、水表控制方向有疑問的主干線。

其中，供水管線明顯管線點不好量測在哈爾濱市是普遍存在的現(xiàn)象，由于哈爾濱地處高緯度地區(qū)，冬季時間長，氣溫低，輸水管線埋深較深，最深處可達5 m多，埋深較深的輸水管線主要在平房工業(yè)區(qū)，主城區(qū)輸水管線埋深在3 m左右，在冬季輸水井內(nèi)有干草、草墊等填充物進行保暖，為獲取準確的量測值，不得不對井內(nèi)的填充物進行清理并回填。

依據(jù)《CJJ 61—2003城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》、《CJJ/T 8—2011城市測量規(guī)范》、《GB/T 24356—2009測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》對管線普查明顯管線點成果進行精度評定，明顯管線點重復(fù)量測的埋深中誤差Mtd為

式中，Δtdi為重復(fù)量測差值，n為重復(fù)量測點數(shù)。

明顯管線點重復(fù)量測檢查中，我站共檢查約14 000個明顯點，約占明顯點總數(shù)的2．5%，根據(jù)差值計算中誤差Mtd，其中Δtdi≤5/3 cm的重復(fù)量測點約為3800個，約占明顯管線點檢查的27．1%，5/3 cm≤Δtdi≤5/2 cm的重復(fù)量測點約為3200個，約占明顯管線點檢查的22．9%，5/2 cm≤Δtdi≤5×(2/3)cm的重復(fù)量測點約為3000個，約占明顯管線點檢查的21．4%，5×(2/3)cm≤Δtdi≤5 cm的重復(fù)量測點約為3860個，約占明顯管線點檢查的27．6%，超出限差點數(shù)約為140個，約占明顯管線點檢查的1%，超限的明顯管線點主要集中在通信類管線。

通過重復(fù)量測明顯管線點的誤差分布可知，誤差整體分布態(tài)勢基本呈正態(tài)分布曲線，整體精度較好，雖然超限誤差占1%比例，但是是在設(shè)計與規(guī)范的允許范圍之內(nèi)，通過整改可滿足精度要求。

3．隱蔽管線點檢查

隱蔽管線點探查使用RD8000PXL、RD4000PXL、PL-960等探管儀按同精度重復(fù)探查檢測、探地雷達檢測與釬探驗證相結(jié)合的綜合方法進行，由于開挖驗證費時長、經(jīng)費大、破壞路面基礎(chǔ)，所以在市建委的統(tǒng)一安排下，對市政工程開挖路段進行地下管線的跟蹤開挖驗證，獲取第一手資料，如圖1所示。

圖1 地下開挖第一手資料

在隱蔽管線點檢查中，檢查探查手簿是否填寫完整，根據(jù)權(quán)屬資料檢查是否有漏探的管線，以及管線點連接關(guān)系是否正確。重點檢查直埋電力電纜或通信電纜根數(shù)有疑問的管線點，直埋管線是四通還是兩根管線交叉有疑問的管線點、管線密集分布、平行管線相距很近點，如熱力管線，熱力管線都是兩根管線平行埋設(shè)，相距較近，管徑較大，對熱力管線的檢查采取的是半幅測深的方法確定管線平面位置及埋深。重點檢查管線權(quán)屬單位對所探查的管線平面位置和埋深有疑問的隱蔽管線點。重點檢查探查手簿，對埋深變化進行確定，并現(xiàn)場實地核實;重點檢查綜合管線圖，對同一管線不合理彎曲變化進行實地確認。

依據(jù)《CJJ 61—2003城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》、《CJJ/T 8—2011城市測量規(guī)范》、《GB/T 24356—2009測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》對管線普查隱蔽管線點成果進行精度評定。

隱蔽管線點采用同精度的儀器進行探測檢查時，平面位置中誤差Mts和埋深中誤差Mth分別按式(2)計算，不得超過限差δts和δth的0．5倍，否則測區(qū)探查精度不滿足要求

式中，Δtsi為平面位置偏差;Δthi為埋深差值;n為檢查點數(shù)。

限差δts和δth按式(3)計算

式中，n為隱蔽管線點總檢查點數(shù);hi為各隱蔽管線檢查點管線中心埋深，單位cm;當hi＜100 cm時，取hi=100 cm。

隱蔽管線點重復(fù)探查檢查中，我站共檢查約12 800個隱蔽點，約占隱蔽點總數(shù)的2．5%，根據(jù)差值計算中誤差Mts和Mth，其中平面位置中誤差Mts≤δts/3的重復(fù)探查點約為4000個，約占隱蔽管線點檢查的31．3%，δts/3≤Mts≤δts/2的重復(fù)探查點數(shù)約為8760個，約占隱蔽管線點檢查的68．4%，超過限差δts的0．5倍的Mts約為40個，約占隱蔽管線點檢查的0．3%;其中埋深中誤差Mth≤δth/3的重復(fù)探查點數(shù)約為2900個，約占隱蔽管線點檢查的22．7%，δth/3≤Mth≤δth/2的重復(fù)探查點數(shù)約為9842個，約占隱蔽管線點檢查的76．9%，超過限差δth的0．5倍的Mth點數(shù)約為58個，約占隱蔽管線點檢查的0．4%，主要集中在熱力管線的轉(zhuǎn)彎處和埋深較深的輸水管線。

通過重復(fù)探測隱蔽管線點的誤差分布可知，誤差整體分布態(tài)勢基本呈正態(tài)分布曲線，整體精度較好，雖然平面位置中誤差超限占0．3%、埋深中誤差超限占0．4%，是在設(shè)計與規(guī)范的允許范圍之內(nèi)，通過整改可滿足精度要求。

設(shè)計與規(guī)范中要求隱蔽管線點的探查精度:平面位置限差δts為0．10h;埋深限差δth為0．15h(h為管線的中心埋深，單位為cm，當h＜100 cm時以100 cm計算)。但是在我站制定的檢查驗收實施方案中要求隱蔽管線點探查的平面位置中誤差Mts和埋深中誤差Mth不得超過限差δts和δth的0．5倍，所以隱蔽管線點的探查精度符合設(shè)計與規(guī)范要求。

4．管線點測量精度檢查

采用實地等精度檢測管線點的平面位置中誤差、高程中誤差、管線點與臨近地物點平面位置相對中誤差，通過測量數(shù)據(jù)對中誤差統(tǒng)計，剔除粗差，評定管線測量的數(shù)學(xué)精度。

依據(jù)《CJJ 61—2003城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》、《CJJ/T 8—2011城市測量規(guī)范》、《GB/T 24356—2009測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》對管線測量成果進行質(zhì)量評定。

(1)檢查點高程測量中誤差Mh

式中，Δhi為高程較差;n為檢查點數(shù)。

(2)檢查點平面位置測量中誤差Md

式中，ΔXi、ΔYi為縱橫坐標較差;n為檢查點數(shù)。

(3)管線點與地物點相對位置精度檢查

采用鋼卷尺或玻璃纖維尺實地量側(cè)管線點與臨近地物點之間的相對位置精度。管線點(地物點)平面位置相對中誤差MP為

式中，ΔPi為平面間距較差;n為檢查點數(shù)。

管線點測量精度檢查中，由于作業(yè)單位與我站檢查都使用哈爾濱市CORS站，所以高程精度與平面精度較好，未出現(xiàn)超差現(xiàn)象，相對精度量測檢查有個別超差現(xiàn)象，出現(xiàn)該現(xiàn)象原因為底圖較舊，與現(xiàn)實地物不匹配。

5．資料質(zhì)量檢查

對其上交的紙質(zhì)資料，采用內(nèi)業(yè)分析檢驗的方式，檢驗工程依據(jù)文件、工程憑證資料、探測原始資料、探測圖表、成果表，檢驗技術(shù)報告書(總結(jié))的齊全性、正確性，資料整飾的規(guī)整性。在資料檢查中，個別作業(yè)單位的排版出現(xiàn)錯誤，資料內(nèi)容個別有錯字現(xiàn)象。

三、檢驗發(fā)現(xiàn)主要問題分析

明顯管線點重復(fù)量測檢查中，試驗區(qū)通信類管線量測深度超出限差的現(xiàn)象較多，該類管線出現(xiàn)超差現(xiàn)象較多的原因大概有以下幾種:①通信管線的管塊不規(guī)則;②探查人員未下井量取;③量測工具未經(jīng)過檢校等因素;④試驗區(qū)管線探查工作中，作業(yè)人員經(jīng)驗不足等。以上因素都與探查人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)及責(zé)任心有關(guān)，都可避免。在以后的管線探查工程開工前，應(yīng)著重對探查人員進行培訓(xùn)，學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)設(shè)計書及技術(shù)規(guī)程。此類管線相對容易量測，也容易造成探查人員心里的麻痹大意，對于越好量測的管線越應(yīng)該量取準確，此類管線在城區(qū)占有較大比例，同時也屬于重要管線，由于工作疏忽和麻痹大意造成超差較多，同時影響該批成果的整體質(zhì)量評定。

隱蔽管線點探查中，熱力管線的拐點與埋深較深的輸水管線容易出現(xiàn)超差現(xiàn)象。熱力管線的拐點出現(xiàn)超差是因為熱力管線為兩根平行的管線，距離較近，管徑較大，探查時容易出現(xiàn)互相干擾現(xiàn)象，對此類管線應(yīng)重點探查，多次探查，并結(jié)合權(quán)屬資料，就近開井將發(fā)射器置于井內(nèi)的管線上，減少干擾信號，獲取較多數(shù)據(jù)確定平面位置及埋深的準確性。對于埋深較深的輸水管線，開井量測，跟蹤掃描信號，結(jié)合權(quán)屬資料，使用信號較強、頻率高的探地雷達進行探查，分析雷達波譜影像等方式，綜合確定其平面位置及埋深。

四、檢驗工作體會

在哈爾濱市“智慧管網(wǎng)”系統(tǒng)地下管線普查成果檢驗工作中，有以下幾點體會:

1)哈爾濱屬于省會城市，城市發(fā)展速度較快，地下管線種類繁多、復(fù)雜，管線探查成果的檢驗工作量大，在對城市地下管線成果檢查驗收之前，應(yīng)先綜合分析城市特點、氣候特征、城市交通狀況等客觀因素，制訂一套切實可行的、符合實際需要的檢驗計劃，確保檢驗工作的順利進行。

2)在哈爾濱城市“智慧管網(wǎng)”系統(tǒng)地下管線普查成果檢驗工作中，使用現(xiàn)有的儀器設(shè)備與探測方法，城市地下管線普查的精度均能達到設(shè)計與規(guī)范要求，可以為城市的管理與規(guī)劃單位提供翔實的普查數(shù)據(jù)，對合理利用城市地下空間資源、提高城市規(guī)劃管理水平提供準確的依據(jù)，可以為決策者決策城市未來的發(fā)展方向提供可信的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3)影響管線普查成果質(zhì)量的因素主要有:主觀因素與客觀因素。主觀因素即人員因素，人是地下管線探測工作的主體，普查作業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心在城市地下管線普查工作中起到重要作用，加強作業(yè)人員的責(zé)任心和職業(yè)道德培訓(xùn)，提高作業(yè)員的業(yè)務(wù)水平至關(guān)重要?？陀^因素即環(huán)境、儀器設(shè)備等因素，在管線普查中針對不同管線應(yīng)使用相應(yīng)的儀器設(shè)備進行探查，在經(jīng)濟較發(fā)達的城市，應(yīng)進行錯時管線普查，降低或減少客觀因素對管線普查成果精度的影響。

［1］ 北京市測繪設(shè)計研究院．CJJ 61—2003城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．

［2］ 北京市測繪設(shè)計研究院．CJJ/T 8—2011城市測量規(guī)范［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011．

［3］ GB/T 24356—2009．測繪成果質(zhì)量檢查與驗收［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009．