丁亞進(jìn)，齊永良

(北京市測繪設(shè)計研究院，北京100038)

城市地下管線就像是人體內(nèi)的神經(jīng)和血管，日夜擔(dān)負(fù)著傳輸信息、輸送資源的工作，被稱為城市的生命線，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。

地下管線作為城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，擔(dān)負(fù)著傳輸信息、輸送能量和各種物料的配送的重?fù)?dān)。隨著我國城市建設(shè)的飛速發(fā)展，地下管線與地面建設(shè)之間的矛盾越來越突出，給地面建設(shè)帶來了諸多不便，因此需要提供準(zhǔn)確、可靠的地下管線賦存情況的資料。但長期以來由于管線埋設(shè)年限不同、資料不全、管理不善、探測手段落后等各方面的因素，導(dǎo)致管網(wǎng)現(xiàn)狀資料殘缺不全且不夠準(zhǔn)確，給管理帶來許多不便。

一、當(dāng)前形勢

據(jù)北京市市政市容管理委員會統(tǒng)計，北京市全市范圍地下管線長度總計超過了15萬km，井蓋超過200萬個。全市有供水、排水、電力、通信、廣播電視、熱力、燃?xì)?、工業(yè)等8大類地下管線及其附屬設(shè)施，分別屬于幾十個權(quán)屬部門管理，還有大量管線找不到直接的管理者。目前，北京市掌握地下管線資料最多最全的是北京市市政市容管理委員會和北京市規(guī)劃委員會。掌握的管線總長度只有4萬km左右，所占比例還不到全市總長度的30%。

近年來，各個勘察測繪單位接到的管線測繪工程越來越多，尤其在2014年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》出臺之后，全國許多大中城市先后開展了管線普查工作，管線測繪市場達(dá)到了空前的繁榮。不管是為了管線的管理，建立管線數(shù)據(jù)庫，還是為了新埋設(shè)管線的設(shè)計，都需要有較為齊全的地下管線資料作為依據(jù)。

二、管線測繪工程的一般流程

本文把該類工程的作業(yè)流程進(jìn)行了總結(jié)，如圖1所示。

圖1 管線測繪工程的作業(yè)流程

1．明確工程目標(biāo)

聯(lián)系甲方或設(shè)計人員，明確管線測量范圍，了解工程目的、管線資料的用途，以及其他附加作業(yè)要求。

通過溝通，了解甲方需要本次管線測繪達(dá)到的目的、所提供管線數(shù)據(jù)的用途:如為了建立管線數(shù)據(jù)庫，方便管理和維護(hù)所用，還是為了新埋設(shè)一條管線，設(shè)計路由所用，或是為了在已有的管溝里增加新線路所用。這些對應(yīng)的作業(yè)側(cè)重點(diǎn)是不同的。

2．現(xiàn)場踏勘

巡視測區(qū)內(nèi)的管線密集程度，分析新老管線的比例情況。

對于一般密集程度的測區(qū)，可以采用按區(qū)域調(diào)查的方法，減少作業(yè)人員的巡查距離，提高作業(yè)效率。一次巡查，就把測區(qū)內(nèi)的各種管線井查全，調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)。這種方式便捷又高效，通常對于中小型的管線工程，都是采用這種模式，可以有效地控制工期，滿足甲方使用。

對于大面積的普查工程，或管線密集的城市主干道，或已投入使用的小區(qū)、單位大院等高密集程度的測區(qū)，可以采用按種類調(diào)查的方法:針對供水、排水、電力、通信、廣播電視、熱力、燃?xì)?、工業(yè)等8大類，一次巡查只調(diào)查一種或兩種管線，通過多次巡查最終完成全部管線調(diào)查任務(wù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，管線調(diào)查人員在外業(yè)調(diào)查和記錄的時候，所查管線有比較好的連續(xù)性，脈絡(luò)清楚，且不易丟漏管線。雖然會造成巡查次數(shù)的增加，但在高密集程度的測區(qū)，這種作業(yè)方式在工程最終評價時，一般都能夠達(dá)到優(yōu)質(zhì)且高效的目標(biāo)。

此外，踏勘時還要觀察測區(qū)內(nèi)的交通狀況，如果測區(qū)內(nèi)車輛較多，或路由所經(jīng)道路較寬，車速比較快，或中央有隔離護(hù)欄的，為了作業(yè)安全，宜采取來回往復(fù)式巡查，一次只查半幅路范圍，減少穿越快速路的次數(shù)。

3．資料搜集

搜集的資料包括控制點(diǎn)、地形圖、管線設(shè)計資料、存檔竣工資料，甚至是管線管護(hù)人員繪制的走向示意圖等。

參考資料的搜集在任何工程里都是不可或缺的。尤其在小區(qū)管線類的管線密集區(qū)，丟漏管線是在所難免的。因為管線密集到一定程度，新管線埋設(shè)時會遇到這樣或那樣的難題，為了躲避各種障礙，新管線會作變徑、下扎、上翻或迂回等各種措施，這類的管線特征點(diǎn)如果未留設(shè)檢查井的話，靠儀器是難以探測清楚的。

因此，搜集已有管線資料的工作非常重要，若沒有作竣工測量，且沒有設(shè)計圖可以參考，則可以找管線權(quán)屬或管護(hù)單位的示意圖，甚至管護(hù)人員現(xiàn)場指認(rèn)，再加以探測確認(rèn)。

4．外業(yè)調(diào)查

核實(shí)已有管線資料的正確性，調(diào)查新增管線數(shù)據(jù)，并繪制草圖。

這是取得管線第一手?jǐn)?shù)據(jù)的直接途徑，是管線最終成果的基礎(chǔ)。所有管線的走向、埋深、管徑、構(gòu)筑物種類等，都是外業(yè)調(diào)查獲得的，因此進(jìn)行外業(yè)調(diào)查時不能求快，要認(rèn)真細(xì)致地調(diào)查量取相關(guān)數(shù)據(jù)。

在今年出臺的由北京市規(guī)劃委員會組織人員編寫的《北京市地下管線基礎(chǔ)信息普查工作總體方案》中，對管線調(diào)查的內(nèi)容作了比較齊全的描述:調(diào)查地下管線的空間位置情況，包括各專業(yè)管線及其附屬設(shè)施、綜合管廊的種類、數(shù)量、功能屬性、材質(zhì)、管徑、平面位置、埋設(shè)方式、埋深、高程、走向、連接方式、管線特征，掌握其空間分布狀況。

在即將擬定出臺的《北京市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》里，對管線調(diào)查的內(nèi)容作了更加齊全的描述:地下管線的類別、平面位置、走向、埋深、高程、偏距、規(guī)格、材質(zhì)，以及管線的附屬建(構(gòu))筑物等，宜查明地下管線的電纜根孔數(shù)、壓力、電壓、建設(shè)年代和權(quán)屬單位或運(yùn)行管理單位。

上述絕大多數(shù)內(nèi)容都是需要在外業(yè)調(diào)查的時候查明獲取的。

5．捋清管線脈絡(luò)

捋順每條管線在測區(qū)內(nèi)的來龍去脈，爭取做到每條管線都來有源頭，去有去向。必要時借助探測儀器追蹤，或咨詢相關(guān)管線管護(hù)人員、單位。

這一步驟需要對逐條管線進(jìn)行分析，看是否都有來處，去向明白。有去向不明的，可以在測區(qū)外有目的地查找相關(guān)種類的檢查井，必要時候，需要借助儀器進(jìn)行探測。比較常見的探測方法有兩種，分別是管線探測儀探測和探地雷達(dá)儀探測。管線探測儀為電磁感應(yīng)原理，針對的是埋深小于4 m的金屬管線，主要有給水、電力、通信、熱力、燃?xì)獾?。探地雷達(dá)儀主要適用于大口徑及埋深較大的管線，但是抗干擾能力較差，在城市地下管線調(diào)查中局限性很大。

不管哪種儀器探測，都只能作為一種輔助手段。對于重要的管線，探測不清時，有條件的話，要采取探扦法、挖探坑法等手段，尋找管線出露位置進(jìn)行確認(rèn)。

6．踩 點(diǎn)

布設(shè)控制點(diǎn)，采集各管線點(diǎn)的坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)。平面控制和高程控制根據(jù)工程要求，可以布設(shè)附合導(dǎo)線也可以布設(shè)GPS-RTK點(diǎn)，高程控制測量應(yīng)起算于等級控制點(diǎn)，并布設(shè)附合水準(zhǔn)線路，不應(yīng)超過兩次附合，以滿足工程要求為準(zhǔn)。管線點(diǎn)數(shù)據(jù)采集辦法見表1。

表1 管線點(diǎn)數(shù)據(jù)采集辦法

1)管線點(diǎn)的平面位置采集:可采用導(dǎo)線串聯(lián)法或極坐標(biāo)法。水平角觀測一測回，光電測距不宜超過150 m，鋼尺量距應(yīng)雙次丈量，距離不宜超過50 m。管線點(diǎn)的高程宜采用直接水準(zhǔn)連測，站數(shù)不宜超過50站。單獨(dú)線路每個管線測點(diǎn)宜作為轉(zhuǎn)點(diǎn)。

2)坐標(biāo)高程一體化采集:該辦法現(xiàn)在也有部分單位在用，即使用三角高程法，在全站儀采集坐標(biāo)點(diǎn)的同時，采集測點(diǎn)高程。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是效率高，縮減工期，缺點(diǎn)是高程精度不易控制，中誤差比用直接水準(zhǔn)串測大。

7．編繪成果

將所有管線調(diào)查數(shù)據(jù)合并，入庫，并編繪管線成果圖。

由于管線調(diào)查內(nèi)容逐漸豐富，數(shù)據(jù)量越來越大，傳統(tǒng)的僅有井位和高程等少量信息的二維管線圖已經(jīng)不能滿足甲方需要了?，F(xiàn)在，利用地下管線信息系統(tǒng)將調(diào)查信息合成，使每個管線特征點(diǎn)都帶上屬性，可以單獨(dú)查詢每個點(diǎn)的所有屬性信息，形成三維的地下管線成果。該格式的成果成為如今全國大多數(shù)的測繪單位的通行格式。

該模式的管線數(shù)據(jù)成果還可以把不同區(qū)域、不同種類的管線進(jìn)行匯總，形成地下管線庫。

地下管線入庫的過程應(yīng)在地下管線信息系統(tǒng)的支撐下進(jìn)行。將一個地下管線探測工程的成果入庫時，首先要在系統(tǒng)中登記工程基本信息，然后導(dǎo)入或錄入地下管線信息，之后按照圖幅或工程范圍等將數(shù)據(jù)進(jìn)行接邊，如果有多媒體數(shù)據(jù)等還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，最終形成地下管線數(shù)據(jù)庫。

8．綜合分析

綜合分析各條管線走向的合理性，分析各相鄰管線，交叉管線有無三維空間上的沖突。

這一過程在管線少、管線不密集的區(qū)域看不出多大必要性。但是，對于管線密集的交叉路口，城市主干道，小區(qū)管線等情況，就需要作業(yè)人員進(jìn)行細(xì)致的綜合分析。因為很多管線單一看的時候是非常合理的，有始有終，連接有序，但是一旦所有管線、地形編繪到一起的時候，就會出現(xiàn)很多沖突和明顯不合理的地方。如主干管線兩個檢查井之間穿越了立交橋、河道、樓房等，就會出現(xiàn)在立交橋深槽路段，根據(jù)前后檢查井內(nèi)高程擬合出來的管線高程數(shù)據(jù)不合理，管線出地面了;或相鄰近的管線互相穿插，電力線穿越了電信井室，雨水污水管頂與管底出現(xiàn)相撞等。此時必須要采取井間加點(diǎn)或外業(yè)復(fù)核等辦法，一一解決。

9．質(zhì)量檢查

檢查管線有無丟漏，校核調(diào)查和采點(diǎn)精度是否達(dá)標(biāo)。

1)隱蔽管線點(diǎn)的平面位置和埋深測量精度檢驗采用重復(fù)探查與開挖驗證相結(jié)合的方法。

2)明顯管線點(diǎn)平面、高程精度檢驗采用解析法檢測;地下管線屬性調(diào)查采用外業(yè)實(shí)地調(diào)查的檢驗方法。

3)地下管線各項成果資料采用內(nèi)業(yè)成果資料檢驗與外業(yè)巡視檢驗相結(jié)合的方法。

4)數(shù)據(jù)庫的檢驗采用人機(jī)交互驗證結(jié)合的方法。

三、前景及遠(yuǎn)期目標(biāo)

城市地下管線調(diào)查工作的前景應(yīng)該往三維地下管線系統(tǒng)方向發(fā)展。

三維地下管線系統(tǒng)把將看不見、摸不著的地下管線形象、直觀、快速地展示在三維立體空間中，符合人類對地理空間的認(rèn)知，表現(xiàn)力強(qiáng)大，同時可提供多樣化的分析功能，為市政管線的規(guī)劃、審批、管理提供定性、定量、定位的科學(xué)輔助決策信息，是地下管線系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。

地下管線系統(tǒng)還應(yīng)該具有動態(tài)更新的功能。地下管線更新數(shù)據(jù)，如新增、拆除地下管線數(shù)據(jù)入庫后，尤其是采用變量更新的方式時，可能導(dǎo)致更新后的數(shù)據(jù)在邏輯上、拓?fù)渖虾屯暾陨喜缓侠?，需要再次進(jìn)行檢查并處理檢查出來的問題數(shù)據(jù)。

長遠(yuǎn)來說，建立一個完整的、可動態(tài)更新的地下管線數(shù)據(jù)庫，達(dá)到地下管線數(shù)據(jù)信息的現(xiàn)代化及科學(xué)化管理，可以在城市建設(shè)、市政規(guī)劃、管線隱患排查及事故應(yīng)急處理等許多方面起到巨大的作用，最終促進(jìn)城市神經(jīng)線的良好運(yùn)行，有效滿足人們生活、工作等需要，這也是衡量信息化的社會是否已形成智慧城市的一大標(biāo)準(zhǔn)。

［1］ 盧德基．地下管線的測量方法及質(zhì)量控制研究［J］．北京測繪，2013(5):86-88．