陳興芳，馬錦山，郭德福，薛晉宇，賈國龍

(西寧市測繪院，青海 西寧 810001)

1 引 言

作為城鎮(zhèn)重要基礎設施之一的地下管網，擔負著城鎮(zhèn)生產與生活所需的廢物、廢料的輸出，能源、物質的輸送及通信、信息傳輸工作，是城鎮(zhèn)賴以生存和發(fā)展的基礎。西寧市現(xiàn)有的給水、排水、熱力、通訊、電力、天然氣等各類管線，在市區(qū)內已經形成了錯綜復雜的地下管網。目前，這些地下管線的資料由各管線權屬單位保管，因而存在資料分散、管理方式落后、信息不完整、信息不能共享等問題，嚴重影響著西寧城區(qū)管理、規(guī)劃、建設和防災減災工作。為了積極響應國務院辦公廳印發(fā)《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，由西寧市測繪院承擔建設西寧市地下管線普查項目，此次普查范圍為西寧市區(qū)東至城東區(qū)小峽口、南至南川工業(yè)園區(qū)清河路、西至湟水路、北至青海大學路，總面積約 120 km2。項目探測完成 5 172 km的地下綜合管線，并在普查的基礎上，建立地下管線綜合管理信息系統(tǒng)，利用新技術對管線資料進行整合，提高管線數據的利用效率，加強城市地下管線建設管理。

2 測區(qū)范圍及概況

西寧市區(qū)為狹長分布，區(qū)內路網密集，七一路、八一路、西大街、昆侖大道、海晏路、南川西路、五四大街、祁連路、同仁路、新寧路、海湖路等交通流量大、管網密集，探測難度相對較大；海湖新區(qū)道路寬闊、交通量小，探測相對容易(測區(qū)范圍如圖1所示)。

圖1 作業(yè)區(qū)范圍

3 工作內容及取舍標準

3.1 工作內容

此次普查的地下管線主要分地下管道和地下電纜兩大類，地下管道包括給水、排水(雨水、污水、雨污合流)、燃氣、熱力、工業(yè)等，地下電纜包括電力(供電、路燈)、通信(電信、移動、聯(lián)通、電視、電力通信、長途傳輸、監(jiān)控等)。主要探測查明測區(qū)內地下管線的平面位置、高程、埋深、走向、材質、規(guī)格、管線性質、權屬單位以及管線附屬構筑物信息；測量地下管線點及管線附屬物的平面坐標及高程。最終建立地下管線數據庫并編繪地下管線圖。

3.2 地下管線探查的取舍標準

地下管線普查取舍標準 表1

4 技術路線及工藝流程

為保證管線實地調查、儀器探查、測量與機助成圖等工序的充分配合，保障內外業(yè)一體化工藝的實施，同時達到有效利用工時，避免重復作業(yè)和保證質量等效果，特采用如圖2所示工作流程。

圖2 探測前工作流程

第一部分：探測前的準備工作，包括資料收集、測區(qū)踏勘、施工設計、組織設計、物探及測量試驗，具體流程如圖2所示。

第二部分：施工中內外業(yè)一體化工作，包括物探及測量生產施工，外業(yè)成果質量檢驗，數據處理，綜合、專業(yè)管線圖制作及成果表生成，如圖3所示。

圖3 施工中內外業(yè)一體化工作流程圖

5 主要技術方法

5.1 地下管線探測技術

(1)明顯管線點的探查

對測區(qū)內各類地下管線專用的檢修井、出露地表的管線點及與管線相連的附屬物、建(構)筑物等明顯管線點均進行調查。主要對管線的埋深、斷面尺寸、材質、根數和孔數、流向、電壓、井邊框等進行了探查。實際工作中，排水通過用L尺量取管徑和深度，個別地方探測人員直接下井量測。通信類窨井直接放置木梯，探測人員下井量測、記錄。對于給水檢修井采用經檢驗合格的鋼尺直接量取，個別雜物填埋采用鋼釬直接扎到管頂量測埋深。各專業(yè)管線通過明顯點調查，確定了需儀器探查管線段，為進一步采用儀器探查打下良好的基礎。

(2)隱蔽管線點的探查

測區(qū)內金屬管道主要有給水，材質大部分為鑄鐵。探查時從已知點處施加信號，在管線單一、干擾較小的條件下，采用感應法或直接法探測。管線敷設密集地段，如五四大街、西關大街等，采用直接連接方式施加信號，在無法連接時，采用旁側感應法、水平壓線法等以減弱旁側管線的干擾。

測區(qū)內通信、電力電纜的埋設多為套管、管塊，部分為直埋。由于通信、電力電纜實地人孔、手孔或出露點較多，具備了使用夾鉗激發(fā)信號的條件，因此，此類管線的信號激發(fā)方式主要采用夾鉗法，個別條件不具備地段采用感應法。定位、定深時根據被夾電纜在管組中的實際位置校正到管組中心位置及外頂埋深。

對于給水、電纜等金屬管線，由于其與周圍介質存在明顯的電性差異，具備了利用電磁法進行探測的條件，本文中多采用感應法進行探測，其中具有接地條件的路段，為了增強信號的傳遞，增大分辨率采用了直接法或夾鉗法，實踐證明，探測效果非常明顯。

測區(qū)內非金屬管線主要為雨污水、少部分為給水管線及通信預埋空管。污水管線埋深較大但檢修井較多，通常采用實地調查的方法確定。通信、電力等預埋空管，通常套管內穿有鐵絲或保護材料本身為金屬套管，因此可通過對內示蹤線或金屬套管施加信號采用電磁法探測。對于給水材質為PE或PVC的非金屬管線，邀請權屬單位指認和采用地質雷達進行探測，有釬探、開挖條件的進行釬探、開挖驗證。

(3)主要疑難管線、疑難地段的探測方法

對近間距并行管線探測的技術關鍵，根據現(xiàn)場管線埋設的不同特點，靈活選擇最合適的激發(fā)方式，使目標管線上產生的電流最大，并使鄰近的非目標管線上的電流相對于目標管線而言可以忽略。

對地下管線密集地段探測時盡量采用受外界干擾小的直接法、夾鉗法。當存在干擾時，查明干擾原因及影響幅度，進行相應的修正。各種管線確定后從正反方向及分支線上采用壓線法改變頻率、增加輸出功率、提高信噪比，來確定目標管線的平面位置和埋深。

5.2 定位定深方法

在本項目開始之前，我們在西寧市海湖新區(qū)進行了試驗區(qū)探測，結果表明西寧市區(qū)的管線定位方法宜采用極大值法，定深方法宜采用△Hx70%法。

(1)極大值法

接收機的接受線圈平面與地面垂直，線圈在管線上方沿垂直管線方向平行移動，當線圈處于管線正上方時，接收機測得電磁場水平分量(Hx)或水平分量梯度(△Hx)最大，如圖4所示。

圖4 極大值法

(2)△Hx70%法

△Hx百分比與管線埋深具有一定的對應關系，利用管線△Hx異常曲線上某一百分比處兩點之間的距離與管線埋深之間的關系即可得出管線的埋深。有的儀器由于電路處理，實測異常曲線與理論異常曲線有一定差別，可采用固定△Hx百分比法探測，如圖5所示。

圖5 △Hx百分比法

6 成果與應用

本次普查共探測管線點總數 241 365個(其中明顯點 125 429個，隱蔽點 115 936個)，管線長度 5 172.466 km，共測設圖根點 1 435個，測量管線點 239 623個，各類管線工作量統(tǒng)計如表2所示。

各專業(yè)管線工作量統(tǒng)計表 表2

西寧市中心城區(qū)地下管線普查完成之后，地下管線數據庫發(fā)揮了很大作用，這些成果以二維和三維的形式展示出來，并為各行業(yè)提供分析服務(如圖6、圖7所示)。地下管線信息管理系統(tǒng)是基于ArcGIS平臺開發(fā)的管線應用系統(tǒng)，系統(tǒng)主要用于管線的數據分析，包括管線的碰撞分析、開挖分析、消防栓搜索等功能，其中開挖分系功能一定程度上減少了城市規(guī)劃建設中管線被挖斷等現(xiàn)象，從而保障了人民的生命和財產的安全。

圖6 二維成果樣圖

圖7 三維管線橫斷面分析

地下管線普查成果已經為西寧市中心廣場北擴、南繞城高速公路、海湖新區(qū)萬達廣場、城市道路建設、輕軌一號線等重點項目建設提供了現(xiàn)勢性強、準確度高的地下綜合管線資料，并為天然氣公司等管線權屬單位共享了更為詳細、更為精準的專業(yè)管線信息。截至目前，共計提供300多千米的管線數據，防止因開挖造成的事故50多起，避免將近2 000多萬元的損失。為保證數據的現(xiàn)勢性，西寧市測繪院積極安排測繪隊伍，定期巡檢，如若有新建管線，在未竣工之前進行測量，補充和更新管線數據庫，如若已經竣工覆土，積極找管線權屬單位要管線施工設計圖，根據圖紙判定大概布設情況及位置，然后再進行測量，以此方式不斷進行動態(tài)更新。

7 結 語

西寧市地下綜合管線普查的完成，徹底查清了西寧市中心城區(qū)的地下綜合管線信息，摸清了西寧市地下管線家底，將會極大地減少城市建設中因盲目開挖導致管線挖斷等現(xiàn)象，從而避免給人民造成經濟和財產的損失，為后期西寧市城市規(guī)劃建設提供了一雙可靠的“眼鏡”。同時，西寧市在地下管線普查工作中總結的探測技術方法及經驗，為后期開展西寧市所屬三縣區(qū)域管線普查打下了堅實的基礎。