廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060

1 地下綜合管線探測(cè)的內(nèi)容

地下管線探測(cè)包括地下管線探查、地下管線測(cè)量、數(shù)據(jù)建庫(kù)三個(gè)基本內(nèi)容。地下管線探查是對(duì)符合范圍要求、取舍標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)管線采用調(diào)查和儀器探查方法取得其平面位置和埋深；地下管線測(cè)量是采用測(cè)繪儀器確定管線點(diǎn)的坐標(biāo)，采集兩側(cè)帶狀地形，編繪綜合或?qū)I(yè)地下管線圖；數(shù)據(jù)建庫(kù)是將管線位置和屬性錄入符合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的庫(kù)表。

2 地下管線探查

2.1 探查技術(shù)的工作方式

按探測(cè)工序劃分，地下管線探查可分為實(shí)地調(diào)查和儀器探查。實(shí)地調(diào)查包括調(diào)查屬性、量測(cè)埋深，儀器探查是采用管線探測(cè)儀器確定隱蔽點(diǎn)平面位置及埋深。

2.2 地下管線的調(diào)查

地下管線的調(diào)查主要是針對(duì)明顯管線點(diǎn)進(jìn)行的，用鋼尺進(jìn)行量測(cè)，深度埋深以米為單位，讀數(shù)至厘米，管徑（或斷面尺寸）以毫米為單位。實(shí)地調(diào)查時(shí)，宜請(qǐng)管線權(quán)屬單位、施工單位或知情者協(xié)助，共同了解權(quán)屬單位、材質(zhì)、附屬設(shè)施、走向埋深、流向、電壓等要素，根據(jù)管線的類型量測(cè)不同的埋深，如給水、燃?xì)?、航油、成品油等管線為地面至管外頂?shù)纳疃?，雨污合流、雨水、污水等排水管道為地面至管?nèi)底的深度，電信、聯(lián)通、移動(dòng)、寬帶、盈通、城網(wǎng)、網(wǎng)通、廣播、網(wǎng)絡(luò)、公安、軍用、保密、電力通信等管塊為其外頂埋深。難以直接調(diào)查的地下井室可采用QV技術(shù)，協(xié)助判斷管徑大小及管道走向，或采用CCTV技術(shù)進(jìn)行調(diào)查。對(duì)具有出入口，即兩端未封口的非開(kāi)挖管道，宜采用管線陀螺儀直接獲取管線點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

2.3 地下管線的儀器探查

（1）金屬管線的探查。金屬管線主要為給水管線、煤氣管線、工業(yè)管道、電力管線、電信管線等，由于金屬管線導(dǎo)電性好，因此可采用主動(dòng)源頻率域電磁法探測(cè)，一般采用直接法或感應(yīng)法。采用直接法探查地下管線時(shí)，應(yīng)使接地釘處在合適的位置，避免電流過(guò)小或盡量減少其他干擾信號(hào)。采用感應(yīng)法探查地下管線時(shí)，應(yīng)使發(fā)射機(jī)與管線處于最佳耦合狀態(tài)，接收機(jī)與發(fā)射機(jī)應(yīng)保持最佳收發(fā)距。管線分布簡(jiǎn)單或旁側(cè)干擾較小時(shí)，用極大值法（Hx或ΔHx）定位，用直讀法或特征點(diǎn)法（Hx百分比法、ΔHx70%法）定深。使用直讀法應(yīng)盡可能使用較低頻率，要有特征點(diǎn)法驗(yàn)證。一般采用夾鉗法和感應(yīng)法探測(cè)通信、電力類管線，當(dāng)無(wú)出露點(diǎn)少、夾鉗法效果不佳時(shí)，可采用感應(yīng)法。隱蔽段的110kV高壓電力電纜一般直埋在市政道路慢車道下，以主動(dòng)源感應(yīng)法與50Hz被動(dòng)源法結(jié)合定位、定深。近間距平行金屬管線的探測(cè)：相鄰管線走向、埋深基本一致，間距較小的管線，由于信號(hào)疊加，導(dǎo)致測(cè)深誤差較大、平面定位錯(cuò)誤，也可能測(cè)漏管線或無(wú)法區(qū)分管線。為提高探測(cè)效果，可采用下列方法進(jìn)行分辨：①分別對(duì)各管線施加直接信號(hào)；②改變發(fā)射機(jī)感應(yīng)的位置和方向；③改變發(fā)射的頻率和功率；④改變接地電極等。復(fù)雜或超深金屬管線的探測(cè)：宜采用剖面觀測(cè)計(jì)算法，即在垂直管線走向設(shè)置電磁場(chǎng)觀測(cè)剖面，記錄電磁場(chǎng)曲線，通過(guò)觀察電磁場(chǎng)曲線形態(tài)分析信號(hào)的干擾程度、判定管線的位置及深度，亦可以進(jìn)行反演計(jì)算，求取位置和埋深參數(shù)。

（2）非金屬管線的探查。非金屬管線分為未封閉和全封閉的非金屬管線。①未封閉的非金屬管線探測(cè)主要是對(duì)未封閉的自流非金屬排水管線，未穿放電纜的電力、通信管線的探查，一般用示蹤法探測(cè)。將示蹤探頭推入管道內(nèi)，使它沿管道移動(dòng)，在地面利用探測(cè)儀的接收機(jī)，探測(cè)示蹤探頭發(fā)射的電磁場(chǎng)信號(hào)，推測(cè)探頭位置，從而間接對(duì)非金屬管道進(jìn)行定位，缺點(diǎn)是有些地段可能會(huì)因?yàn)槎氯荒鼙ＷC在管道內(nèi)將發(fā)射探頭正常穿過(guò)或回收。②全封閉的非金屬管線探測(cè)主要是對(duì)無(wú)出入口的給水玻璃鋼管、砼管或PVC管、煤氣PE管等的探查。第一，安裝有球形電子標(biāo)識(shí)器的非金屬管線的探測(cè)：目前，埋設(shè)時(shí)安裝了3M Dynatel電子標(biāo)識(shí)球的燃?xì)?、給水等非金屬管線，可通過(guò)標(biāo)識(shí)定位儀探測(cè)該地下管線的走向及位置。第二，有些非金屬管線（例如燃?xì)狻⒔o水管）鋪設(shè)施工時(shí)，同時(shí)鋪設(shè)了具有導(dǎo)電能力的示蹤線。對(duì)這類非金屬管線，可通過(guò)探測(cè)其示蹤線，間接探測(cè)出金屬管線的位置、方向和深度。第三，在不具備前面兩個(gè)條件的情況下，一般通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行管線探查。根據(jù)非金屬的管徑及埋深特點(diǎn)，選擇RIS-K2或MALA等管線探地雷達(dá)（GPR）的最佳工作頻率及屏蔽天線，采用剖面法探測(cè)，以最佳的時(shí)窗、采樣間隔、點(diǎn)距，排除介質(zhì)不均勻性信號(hào)對(duì)目標(biāo)管線的干擾，根據(jù)反射時(shí)間、波長(zhǎng)、同相軸、振幅等判斷管線異常。管線異常在鄰近區(qū)域需具有重復(fù)性。有條件的地方可采用開(kāi)挖和釬探方式對(duì)管線進(jìn)行準(zhǔn)確定位定深。

3 地下管線點(diǎn)測(cè)量

地下管線控制測(cè)量應(yīng)在業(yè)主提供的相應(yīng)等級(jí)控制資料的基礎(chǔ)上布設(shè)相應(yīng)圖根控制點(diǎn)。管線點(diǎn)探查外業(yè)結(jié)束后，以探查組的探查草圖、測(cè)區(qū)圖根控制點(diǎn)成果作為基礎(chǔ)，由測(cè)量作業(yè)組進(jìn)行管線點(diǎn)測(cè)量，可采用全站儀極坐標(biāo)法、網(wǎng)絡(luò)RTK等方法，進(jìn)行管線點(diǎn)測(cè)量、帶狀地形測(cè)量，按數(shù)字化1∶500成圖的要求，采用電子手簿或PDA記錄。管線外側(cè)無(wú)建筑物時(shí)，測(cè)至管線外20m的地形、地物，通視條件較差的山區(qū)或密林地帶可測(cè)到兩側(cè)15m。當(dāng)帶狀地形測(cè)量的圖幅接邊時(shí)，宜測(cè)到本組圖幅外的10m，并按規(guī)定保證接邊質(zhì)量。

4 內(nèi)業(yè)資料整理與數(shù)據(jù)建庫(kù)

資料整理主要是指數(shù)據(jù)處理，由管線數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理。地下管線數(shù)據(jù)處理軟件的基本功能應(yīng)包括數(shù)據(jù)輸入或?qū)?、?shù)據(jù)查錯(cuò)、圖形編輯、屬性編輯、管線圖生成、查詢統(tǒng)計(jì)、成果輸出等。其使用的數(shù)據(jù)格式、圖式符號(hào)，地下管線及其附屬物分類、代碼、符號(hào)、線型及顏色等應(yīng)滿足規(guī)程要求。

4.1 建立地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)

地下管線探查人員把探查的管線埋深、附屬物等屬性數(shù)據(jù)、管線點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)管線處理系統(tǒng)軟件錄入或?qū)胗?jì)算機(jī)，建立管線數(shù)據(jù)庫(kù)，在地下管線數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行展點(diǎn)并繪制計(jì)算機(jī)草圖，對(duì)管線及地形按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分層、連線。

4.2 數(shù)據(jù)處理及查錯(cuò)

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管線屬性加以處理，完善屬性內(nèi)容。例如，對(duì)于一井多蓋的窨井，完善直通、多通等屬性數(shù)據(jù)，分別在附屬物欄填“窨井”、特征欄填“邊點(diǎn)”，在備注欄中說(shuō)明出土、出地、出露、空管、空溝等情況。數(shù)據(jù)庫(kù)查錯(cuò)的內(nèi)容包含屬性查錯(cuò)、邏輯查錯(cuò)等。根據(jù)管線數(shù)據(jù)庫(kù)的字段名稱、類型、長(zhǎng)度、小數(shù)位數(shù)的要求，完整性約束、域值等條件，對(duì)各管線點(diǎn)表、線表進(jìn)行100%檢查。（1）屬性查錯(cuò)是對(duì)數(shù)據(jù)的類型、大小、標(biāo)示符等進(jìn)行檢查，通過(guò)檢查能夠發(fā)現(xiàn)人工填寫的錯(cuò)誤，以及不合理的屬性內(nèi)容等。該項(xiàng)檢查由計(jì)算機(jī)完成，具有速度快、準(zhǔn)確、無(wú)遺漏等特點(diǎn)，比人工檢查更具有優(yōu)勢(shì)。另外，所有的屬性查找都可以進(jìn)行配置和設(shè)置，確保能夠根據(jù)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行必要的調(diào)整。（2）邏輯查錯(cuò)指進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)邏輯查錯(cuò)。針對(duì)不同管線設(shè)施數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，可以了解屬性根據(jù)關(guān)系應(yīng)產(chǎn)生什么樣的變化，如材質(zhì)、管徑是否合理等。

4.3 編制管線圖與成果表輸出

在建立管線資料數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，由軟件生成管線圖草圖，并疊加帶狀地形，對(duì)圖件做一定處理：（1）暗渠或位于溝（廊）道的寬度不小于成果圖上4mm時(shí)，必須按比例以實(shí)部2mm、虛部1mm的虛線繪出邊線；綜合管廊存在間隔壁的，其壁邊線不繪出，只繪最外的2個(gè)壁的邊線。（2）未穿鋪電纜的通信管塊、電力管溝（均），實(shí)測(cè)明顯點(diǎn)和特征點(diǎn)，采用虛線線型加注“空管”處理。（3）圖上長(zhǎng)度大于等于50mm的排水管線段，應(yīng)在其中點(diǎn)處標(biāo)注流向符號(hào)。作業(yè)組全面核實(shí)管線圖上管線的數(shù)量和分布位置、管線圖式是否正確，檢查完成后，生成管線正式圖，輸出管線點(diǎn)成果表，并按照?qǐng)D幅編號(hào)裝訂成冊(cè)，使之符合檔案管理要求。

4.4 入庫(kù)成果數(shù)據(jù)的檢查

入庫(kù)數(shù)據(jù)的檢查主要是針對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和圖庫(kù)一致性的檢查工作。圖形數(shù)據(jù)檢查主要是檢查轉(zhuǎn)入的圖形和原DWG圖形有無(wú)變化、地圖坐標(biāo)系統(tǒng)是否一致，對(duì)實(shí)體對(duì)象的屬性及對(duì)應(yīng)關(guān)系等進(jìn)行人工檢查。它要求入庫(kù)數(shù)據(jù)文件中的線數(shù)據(jù)與DWG文件線圖形數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致、數(shù)據(jù)庫(kù)中點(diǎn)的平面坐標(biāo)與圖形中相應(yīng)點(diǎn)位的平面坐標(biāo)一致，入庫(kù)數(shù)據(jù)文件中點(diǎn)符號(hào)代碼與圖形中的點(diǎn)符號(hào)的圖例一致，以此確保以電子文檔形式提交的數(shù)據(jù)庫(kù)和DWG圖形文件的一致性。應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)成果的一致性進(jìn)行全面的檢查，并且自動(dòng)生成錯(cuò)誤信息文件以供檢查修改。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)城鄉(xiāng)一體化的不斷發(fā)展，地下管線的種類、埋設(shè)方式與數(shù)量也越來(lái)越多。一方面，已經(jīng)開(kāi)展了地下管線普查的城市，需要開(kāi)展管線數(shù)據(jù)更新，實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤修測(cè)和動(dòng)態(tài)管理的工作必將在更多的城市展開(kāi)；另一方面，尚未開(kāi)展管線普查的城鎮(zhèn)也迫切需要開(kāi)展管線普查，以實(shí)現(xiàn)地下管線數(shù)字化管理的要求。并且，地下管線的三維一體化、智能化、可視化技術(shù)取得了可喜的進(jìn)展[3]。文章分析總結(jié)了地下管線探測(cè)從探查、測(cè)量、建庫(kù)、繪圖、入庫(kù)等流程的經(jīng)驗(yàn)，可為從事管線探測(cè)的同行提供參考。