章瑞 ZHANG Rui；蘇俊良 SU Jun-liang

（南京國礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，南京 210000）

0 引言

地下管線測量作業(yè)可以定位區(qū)域內(nèi)的各種管線，合理規(guī)劃區(qū)域開發(fā)建設(shè)方案，是城市開發(fā)建設(shè)的重點環(huán)節(jié)。本文從城市地下管線測量作為切入點，結(jié)合相關(guān)資料，系統(tǒng)性整理在復(fù)雜條件下的地下管線測量方法，提供測量質(zhì)量控制措施，希望可以引起更多測量單位的關(guān)注，提升各個地區(qū)城市開發(fā)建設(shè)綜合質(zhì)量，助力社會經(jīng)濟健康發(fā)展。

1 城市地下管線測量的任務(wù)

本文選擇雨花臺區(qū)賽虹橋街道安德門市場（一期）地塊作為研究案例，在地下管線測量中，需要處理管線放線、管線竣工測繪等內(nèi)容，如圖1 所示。

圖1 雨花臺區(qū)賽虹橋街道安德門市場（一期）地塊位置圖

1.1 外業(yè)管線測量任務(wù)

作為城市地下管線測量的基礎(chǔ)任務(wù)，外業(yè)測量獲得的測量數(shù)據(jù)將直接影響后續(xù)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理質(zhì)量。在開展外業(yè)測量任務(wù)時，需要根據(jù)基礎(chǔ)操作規(guī)范，對于測量儀器設(shè)備進行檢查與校驗。做好二次數(shù)據(jù)測量，及時發(fā)現(xiàn)外業(yè)測量的程序錯誤，做好管線測量控制。為提升外業(yè)測量數(shù)據(jù)精度，使用的測量儀器設(shè)備都需要選擇嚴(yán)格根據(jù)國家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并通過計量部門檢定，沒有超過使用有效期的合格產(chǎn)品[1]。

外業(yè)管線調(diào)查任務(wù)分為明顯管線點調(diào)查和隱蔽管線點探查，緊接著需要進行的是管線點測量任務(wù)。外業(yè)數(shù)據(jù)是后續(xù)內(nèi)業(yè)處理的基礎(chǔ)。

1.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理任務(wù)

結(jié)束外業(yè)測量任務(wù)，獲取有關(guān)城市地下管線測量數(shù)據(jù)后，將測量數(shù)據(jù)輸入計算機內(nèi)，開展內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理任務(wù)的數(shù)據(jù)整理、檢查等工作。根據(jù)數(shù)據(jù)使用需求，將外業(yè)測量的成果文件進行格式轉(zhuǎn)換，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理工序，保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。對于地下管線的測量數(shù)據(jù)精度，和圖根控制點位精度、高程中誤差等存在直接關(guān)系，前者與后兩者呈正比關(guān)系。圖根控制點位數(shù)量越多，獲得的測量數(shù)據(jù)精度越高。這就需要在測量前有較好的規(guī)劃，保證每個測站點相對于圖根點的精度?？梢愿鶕?jù)管線類別，確認數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，參考表1 內(nèi)容。

表1 管線類別與數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)

2 復(fù)雜條件下城市地下管線測量方法

在整理地下管線測量文獻后，本文擬采用GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）+全站儀（測角測距一體化）+GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）的組合測量工藝，完成在復(fù)雜條件下的城市管線測量任務(wù)，可以參考圖2 內(nèi)容完成測量任務(wù)。

圖2 復(fù)雜條件下城市地下管線測量流程圖

2.1 測量前期準(zhǔn)備

對于地下管線測量工作，其本質(zhì)是通過測量技術(shù)+測量設(shè)備，精準(zhǔn)獲取測量區(qū)域內(nèi)的地下管線存在位置、空間形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等各項內(nèi)容。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，配合該區(qū)域的地形圖，分析該區(qū)域未來開發(fā)建設(shè)計劃，降低后續(xù)施工建設(shè)難度。為此，在正式開展城市地下管線測量任務(wù)之前，需要通過實地勘測的方式，對測量區(qū)域做全面分析，確認測量區(qū)域的地下管線真實情況，梳理地下管線的類型，做好數(shù)據(jù)的收集、整理工作。如果整個城市需要開展大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)，在進行地下管線數(shù)據(jù)整理時，可以考慮將各個地區(qū)的城市地下管線測量數(shù)據(jù)進行整合，構(gòu)建相匹配的數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)調(diào)用。在開展城市地下管線測量工作時，確認具體的測量區(qū)域，搜索數(shù)據(jù)庫關(guān)于測量區(qū)域的地下管線數(shù)據(jù)。根據(jù)測量區(qū)域的地形條件，城市開發(fā)建設(shè)計劃，綜合考慮地下管線測量需要關(guān)注的重難點內(nèi)容，合理規(guī)避各種干擾數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響因素。同時，根據(jù)數(shù)據(jù)庫調(diào)取的數(shù)據(jù)信息，選擇合適的地下管線測量方法，便于后續(xù)數(shù)據(jù)庫更新[2]。

2.2 布設(shè)測量點位

在布設(shè)地下管線測量控制點位時，需要參考周邊已有測量控制點位的資料，設(shè)計管線測量控制網(wǎng)。無論是重要測量點位或是常規(guī)測量點位，都要在每級圖根導(dǎo)線外側(cè)邊緣位置，設(shè)置一個加密測量點位，合理規(guī)避測量數(shù)據(jù)精度偏低問題。在儀器架站點位選擇時，盡可能選擇便于測量的位置，例如在測量區(qū)域選擇無構(gòu)造物遮擋的空曠場地，并要保證測量點位擁有便利的保護條件。如果儀器架站點點位保護條件偏差，測量人員需要采用適當(dāng)方法，對測量點位進行人工保護。為提升地下管線測量數(shù)據(jù)檢查效率，降低測量數(shù)據(jù)復(fù)核難度，在布設(shè)圖根控制點位時，可以著重關(guān)注邊長的檢查工作，確認圖根邊長是否符合地下管線測量要求。在地下管線的角度、距離測量中，可以通過直接檢定法完成測量任務(wù)。如果使用間接檢定法測量，需要確認測量數(shù)據(jù)是否擁有合適精度，使用相同的測量工藝進行二次測量，消除間接檢定法可能存在的測量誤差。城市地下管線擁有不同的使用等級，需要合理設(shè)計導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)，避免出現(xiàn)測量點位遺漏問題。因為本文采用組合測量工藝測量城市地下管線，所以在測量區(qū)域布設(shè)圖根點、圖根導(dǎo)線，方便繪制城市地下管線圖紙。確認各個測量點位的位置、高程，便于在圖紙上標(biāo)記測量點位直線距離與各個測量點位的測量高程[3]。對于放線測量的標(biāo)準(zhǔn)，可以參考表2 內(nèi)容。需要注意，如果邊長的長度小于50m，需要保證誤差絕對值低于2cm。

2.3 實施測量工作

在開展地下管線測量工作之前，測量人員需要根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)規(guī)定，對測量區(qū)域內(nèi)的所有地下管線逐一檢查。如果存在需要進行隱蔽點探查的地下管線，通過探查后，再進行后續(xù)的測量工作。一般情況下，城市地下管線測量工作基礎(chǔ)內(nèi)容可以整理為以下步驟：第一步，根據(jù)地下管線測量設(shè)計方案，對測量區(qū)域進行實地勘察，記錄測量區(qū)域當(dāng)前情況，根據(jù)勘察數(shù)據(jù)與記錄情況繪制成圖；第二步，調(diào)查或探查測量區(qū)域內(nèi)的道路、社會企業(yè)、居民住宅等各種單位的地下管線，現(xiàn)場標(biāo)識點位（包括明顯點和隱蔽點）；第三步，調(diào)查測量區(qū)域的地下管線所在位置、具體走向，明確各類地下管線的埋設(shè)工藝、管徑規(guī)格、材質(zhì)類型等。要求這些有關(guān)地下管線的基本情況盡可能詳細全面，避免出現(xiàn)信息疏漏問題；第四步，根據(jù)地下管線測量設(shè)計方案，測量前期標(biāo)識的地下管線點位，完成地下管線測量工作[4]。如果存在新老管線銜接部分，需要根據(jù)原有管線位置，做重合點的相關(guān)檢查工作。確認重合點坐標(biāo)是否出現(xiàn)超過20cm的誤差。如果出現(xiàn)，需要對重合點坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行處理，才能將數(shù)據(jù)入庫。

2.4 數(shù)據(jù)采集任務(wù)

為提升城市地下管線測量精度，降低測量數(shù)據(jù)誤差，需要做好管線網(wǎng)絡(luò)測量數(shù)據(jù)采集工作。需要對平面的管線網(wǎng)絡(luò)進行必要的加密處理，避免在地下管線測量過程中，出現(xiàn)嚴(yán)重的數(shù)據(jù)變化，也方便后續(xù)管線網(wǎng)絡(luò)的維護工作。詳細測量管線網(wǎng)絡(luò)的各種管線，例如輸水管線、燃氣管線等，標(biāo)記管線性質(zhì)等數(shù)據(jù)。為提升城市地下管線測量精度，可以采用點號編碼的形式，對管線進行準(zhǔn)確標(biāo)記。例如參考《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)規(guī)定》（HG 20519-92）以六個單位標(biāo)記管線。標(biāo)記單位分別為物料代號、主項代號、管道順序號、管道尺寸、管道等級、隔熱或隔聲代號。以PG03001-100-L1B-C 為例，為工藝氣體（PG）、逐項編號03（03）、物料順序001（001）、100mm（100）、1MPa 順序1碳鋼（L1B）、保冷材料（C）。通過這種方式，可以極大簡化地下管線測量數(shù)據(jù)整理難度，提升測量數(shù)據(jù)的精度。在采集地下管線測量數(shù)據(jù)時，要在數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)上，保證數(shù)據(jù)的完整性與連續(xù)性，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集中斷問題。在編輯地下管線測量數(shù)據(jù)時，可以考慮使用數(shù)字高程模型，結(jié)合數(shù)字線畫圖，提升地下管線測量數(shù)據(jù)編輯效率。構(gòu)建與測量區(qū)域相匹配的數(shù)據(jù)庫，用于儲存采集的地下管線測量數(shù)據(jù)[5]。

2.5 繪制管線圖紙

在繪制城市地下管線圖紙時，需要確定參考的基本比例尺。建議在對測量區(qū)域做實地測量后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖式進行管線圖紙的繪制工作。通常情況下，采用1:500 的繪圖比例尺即可。如果城市地下管線測量的長度超過1000m，為提升管線圖紙的使用便利性，可以采用1:1000 的繪圖比例尺。如果在圖紙繪制中，涉及竣工房內(nèi)容，需要以0.25mm 作為外輪廓面邊線寬度繪制標(biāo)準(zhǔn)。對于竣工道路，需要將其邊線寬度保持在0.25mm 左右。

地下管線的管徑、標(biāo)高，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范嚴(yán)格書寫。目前南京地區(qū)主要執(zhí)行的是《管線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 3201/T 257-2020）。在繪制管線圖紙階段，需要遵守以下基本原則：第一，使用固定表示方法表示對應(yīng)類的地下管線，包含與其他管段直接連接或間接連接的部分；第二，根據(jù)《管線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，區(qū)分表達各種類型的地下管線，明確不同地下管線的應(yīng)用性質(zhì)；第三，為提升管線圖紙的使用效果，方便計算測量數(shù)據(jù)，如果僅有一種地下管線時，需要使用直管形式進行表示。如果存在兩種及兩種以上的地下管線，需要根據(jù)應(yīng)用性質(zhì)做合理區(qū)分；第四，明確測量區(qū)域內(nèi)各種關(guān)系，確認地下關(guān)鍵節(jié)點與周圍構(gòu)造物或障礙物的空間位置，要求各個關(guān)鍵節(jié)點需要有良好的通視條件；第五，地下管線的性質(zhì)、用途、規(guī)格等基本指標(biāo)都需要做好區(qū)分，避免出現(xiàn)辨別混淆問題。例如0.07m（管徑）PVC（材料性質(zhì)），0.4m（管徑）水泥（材料性質(zhì)）。使用本文設(shè)計的地下管線測量方案，獲得圖3 所示測量結(jié)果。

圖3 本工程地下車庫一層地下管線測量圖

3 復(fù)雜條件下城市地下管線測量質(zhì)量的控制

為合理提升城市地下管線測量質(zhì)量，可以考慮從遵守外業(yè)測量任務(wù)基本原則、建立高素質(zhì)城市地下管線測量團隊、構(gòu)建城市地下管線綜合管理平臺等三個角度展開相關(guān)工作。

3.1 遵守外業(yè)測量任務(wù)基本原則

在開展外業(yè)測量任務(wù)時，需要遵守以下基本原則：第一，對城市地下管線進行測量，根據(jù)測量方案，嚴(yán)格執(zhí)行每項測量內(nèi)容，重點關(guān)注城市地下管線的管底標(biāo)高數(shù)據(jù)測量工作；第二，城市地下管線在戶外環(huán)境，容易受到多種因素的累加影響，容易出現(xiàn)嚴(yán)重沉降情況，或是發(fā)生大幅度彎曲變形問題。例如通信電纜、給水管等，建議在設(shè)置測量點位時，做好相應(yīng)的標(biāo)記工作，進行更為完善的數(shù)據(jù)測量作業(yè)，減少沉降或變形對測量數(shù)據(jù)造成的干擾；第三，在正式進行城市地下管線測量作業(yè)之前，需要做好準(zhǔn)備工作，既要做好測量儀器設(shè)備的常規(guī)檢查工作，也需要確認測量點位是否合理，是否需要對特殊測量點位做多次數(shù)據(jù)校核。需要注意，盡可能避免在暴風(fēng)、大雨等惡劣天氣條件下進行外業(yè)測量任務(wù)，保障測量人員的人身安全；第四，一些城市地下管線的埋設(shè)距離相對較長，在進行測量時，需要充分考慮地下管線的埋設(shè)條件，分析地下管線頂部高程變化。建議對埋設(shè)距離較長的地下管線做3 次～5 次的測量作業(yè)，合理避免測量數(shù)據(jù)誤差[6]。

3.2 建立高素質(zhì)城市地下管線測量團隊

在復(fù)雜條件開展城市地下管線測量工作，測量人員的專業(yè)能力會對測量數(shù)據(jù)精度產(chǎn)生直接影響。若想合理提升地下管線測量質(zhì)量，就需要建立一支高素質(zhì)測量團隊。測量單位可以邀請行業(yè)專家，向測量人員進行集中培訓(xùn)，以具體測量案例，分析需要注意的重要內(nèi)容，整理有關(guān)測量問題解決方法，提升測量人員的理論知識儲備水平。在開展測量工作時，測量單位需要適當(dāng)引入新型測量技術(shù)，強化測量人員的實踐綜合能力。以理論知識作為里，以實踐能力作為表，全方位提高測量人員的專業(yè)水平，逐步構(gòu)建綜合素質(zhì)高的測量團隊，高效率、高質(zhì)量完成城市地下管線的測量任務(wù)。

3.3 構(gòu)建城市地下管線綜合管理平臺

在城市地下管線測量工作中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，需要測量人員消耗較多時間成本，詳細整理測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)應(yīng)用價值偏低?？梢詤⒖?.1 章節(jié)與2.4 章節(jié)，在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合GIS 技術(shù)，構(gòu)建城市地下管線綜合管理平臺，對于整座城市的地下管線開展全方位管理。測量人員獲得地下管線測量數(shù)據(jù)后，直接輸入到管理平臺，與已有的地下管線數(shù)據(jù)進行對比，分析數(shù)據(jù)的變化情況，確認地下管線沉降、變形幅度，為城市后續(xù)開發(fā)建設(shè)提供便利條件，實現(xiàn)對整個城市地下管線的高效率管理、測量信息查詢、數(shù)據(jù)信息更新與維護?？梢杂傻胤秸c相關(guān)部門進行合作，邀請具有相關(guān)資質(zhì)的測量單位，以城區(qū)方式，構(gòu)建城市地下管線綜合管理平臺，借助GPS 技術(shù)，完成跨部門、跨單位的測量數(shù)據(jù)共享。測量單位在獲取區(qū)域范圍內(nèi)的地下管線數(shù)據(jù)，也可以通過綜合管理平臺的在線校核功能，確認數(shù)據(jù)誤差。避免出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)偏差過大，影響后續(xù)數(shù)據(jù)分析的問題。再利用GIS 技術(shù)，與綜合管理平臺已有的城市地下管道網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實現(xiàn)自動出圖，縮短地下管線測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用時間周期。

4 結(jié)束語

在進行城市地下管線測量時，需要明確測量范圍、確認測量精度要求，結(jié)合本文理論內(nèi)容，設(shè)計一套內(nèi)容完善、結(jié)構(gòu)完整的測量方案。在方案執(zhí)行過程中，需要根據(jù)測量團隊的實際工作需求，對部分細節(jié)內(nèi)容做合理優(yōu)化，提升測量數(shù)據(jù)質(zhì)量。希望更多測量單位可以對城市地下管線測量進行細致分析，為城市管理人員提供更精準(zhǔn)的地下管線測量數(shù)據(jù)，推動城市開發(fā)建設(shè)工作順利落實。