浅谈城市地下管线普查方法

郭瑞

【摘 要】地下管线是现代城市的生命线,是一个城市重要的基础设施,担负着信息传输,能源输送等工作,也是城市赖以生存和发展的物质基础.由于历史的原因,相当一部分地下管线无竣工资料,因此地下管线普查在当今的现代化建设中有着举足轻重的作用.下面就以2009年我单位开展的顺义区管线普查为例,并结合我这七年来的工作经验谈谈城市地下管线普查的方法. 【期刊名称】《北京测绘》 【年(卷),期】2014(000)005 【总页数】4页(P136-139)

【关键词】地下管线普查;管线探测;地质雷达 【作 者】郭瑞

【作者单位】北京市测绘设计研究院,北京100038 【正文语种】中 文 【中图分类】P258

1 什么是地下管线及分类

地下管线一般是指城市由于生产、生活而铺设于地下的各类管道，包括供水，排水管道，供热（暖气，地热）管道，供气燃气管道，供电、通讯管线（包括缆、线），统称地下管线。目前，在我们的工作中一般将地下管线分为以下几种，包括天然气，

电力，照明，热力，电信，雨水，污水，上水，中水和工业管线。 2 地下管线普查工作的内容、步骤

本次顺义区地下管线普查工作的内容：是按照顺义区市政管理委员会的要求，采取经济合理的方法查明顺义城区内以及顺义市政管理委员会特殊指定的范围内的地下管线现状，获取准确的管线有关数据、编绘管线图、建立数据库和信息管理系统，以便今后实施管线信息资料的管理。

地下管线普查主要分为四个步骤：（1）资料收集；（2）地下管线探查；（3）地下管线测量；（4）内业录入地下管线数据系统，建立数据库。 2.1 资料的收集

资料的收集是地下管线普查的前提条件。2009年我单位受顺义区市政管委委托对顺义城区进行地下管线普查，我们在接到委托后第一时间收集测区内所有竣工资料以及下属各生产分院所测的管线件，并联系甲方及顺义区各个管线单位，为我们提供测区内已有的管线资料，为下一步管线普查提供了强有力的保障。 2.2 地下管线普查

地下管线普查又分为两部分，第一部分是调查，第二部分是探测。

由于本工程的工期非常紧，决定将原有的管线普查方式作一些改进。将以往的把整个测区分成2－3个大区域改成按道路分成若干个小区域，1个班组完成一条路，一条路全部完成后，该班组再完成另一条路，以此类推完成本项工程。

当时我单位投入了三个中队，每中队两组人，每组三个人的配置。我当时所在的三中队负责顺义城区西南部，在本次工程中我是工程主持人，负责带领一组人对南环路等道路进行普查。在普查过程中我们班组按路调查，查完一条路马上就测该路上的所有管线点，由于刚刚调查完，路上的点号还很清晰，作业员还能记住管线点的位置，所有丢漏的比较少，大大的减少了补测管线的时间。

在外业作业中，我们首先对外业用图中的已有管线井进行现场确认、在图上做标记，

原则上我们对于已有资料的管线要核实起点井位、终点井位、路口关键井位坐标，高程，以及这些关键检查井的方向，各个方向的量高，管径。对于作业图中仅为地形井，而无管线编号的，这样的井就是没有资料的新增管线井。针对新增管线我们本着先易后难的原则调查，先调查雨、污水，然后再调查电力、电信、燃气、热力等金属管线，最后调查上水管线，因为上水管线大多采用球墨铸铁材质，导电效果不佳，不利于探测。

我们在外业中尽力打开每一个检查井，先调查井中含有几个方向，再调查每一个方向的管径（外径，以毫米为单位）、管块（管块量取宽X高，以厘米为单位）还有方沟（宽X高，以毫米为单位）。一般雨、污水的管径常见的都是外径和方沟，电信大多都是标准管块，电力比较杂，有按条数，管块，方沟多种管径。上水，燃气一般都是管状，热力大多是管状，但也经常遇到热力沟道。关于量高要特别注意，能见到内径的，例如雨、污水，热力沟，电力沟等方沟，都要从井面量到沟内底。对于电力管块，电信管块和看不到内径的其他类型的管线（例如上水，燃气，热力管等）一般都量到管外顶。有的电力，电信管线井有小室，我们还要量出小室的尺寸大小，量取小室我们一般都是由井中心为起点，然后量一圈。有的还需要量取管偏，管偏距是管线中心线不正对管线井中的情况，我们应量取管中线相对于井中心的距离。对于大管径的雨、污水管线和电力沟道，管偏就显得非常重要了。 对于旧管线的核实和新增管线的调查的准确性、精确性，直接影响到工程质量的好坏，所以调查时要格外地细心校对。此外，由于井下作业通风不良或有毒性气体。易使人窒息或发生人身安全事故。因此在下井作业中要注意安全。认真遵守有关的安全生产规程。我院为每个作业组都配备了有毒有害气体检测仪，我们外业时都随身携带，需要下井调查时，我们都按规定通风，并用检测仪检测井下空气情况，确保安全才下井调查。

下面简要的介绍一下地下管线探测的内容。首先地下管线探测技术的原理是：地下

管线的存在，会改变天然或人为产生的地球物理场的分布，即产生异常。研究这些异常的形态、分布、形状，即可获得地下管线位置的有关资料。

目前，我们管线探测中主要的物探方法有两种：一种是金属管线探测仪，另外就是地质雷达仪。我院所使用的是英国雷迪公司产的RD－4000、8000型管线探测仪，这种仪器能够探测电力，电信，燃气，热力，上水等金属管线，但无法探测雨、污水，PVC材质的非金属管线。对于大管径，埋深较深的非金属管线来说地质雷达的作用就更加重要了。

我们外业常用的探管仪的探测方法有两种，（1）充电法，将发射机输出的谐变电流通过管线在地面上的出露点直接送入地下管线中，如果管线的电阻率比较低，谐变电流便烟着管线流动，该电流同时在其周围形成一个谐变磁场。于是，我们可以在地面上用接收机接收这个谐变磁场的信号，然后推测谐变电流的位置，继而推知地下管线的位置。这种方法的优点是方法简单，定位精度高，在管线密集区有较好的分辨率，但使用条件是必须有可供充电的露头点。

（2）电磁感应法是管线探测中最常用的方法。感应法在接收管线电流产生的磁场及分析磁场的方式与充电法都一样。不同之处是：感应法不是将发射输出的电流通过导线直接传导到管线上，而是通过电磁感应的方式将发射机内线圈的谐变电流感应到管线上。其具体工作过程是：发射线圈向空中发射一个谐变磁场，我们称之为一次场H1，在一次场H1作用的范围内如果存在金属体，金属体本身存在自由电荷，在一次场H1的作用下很容易就被激发出谐变电流I2。谐变电流I2沿着管线流动，激发出谐变磁场H2，也称为二次场；于是我们可以在地面上用接收机接收二次场H2来推知地下管线的位置及深度。一次场H1以传播距离R的三次方衰减，二次场H2的产生由一次场H1引起，在发射机周围5米的球体空间范围内，二次场的强度远小于一次场的强度；但二次场沿管线衰减的速度比传播距离的一次方要慢的多，所以在很远的地方我们仍能接收到二次场，而此时一次场已衰减到微乎其

微。为了保证一次场对我们所要接收的二次场不形成干扰，必须使接收机远离发射机5米以上。感应法有几个不同的工作频率，高频工作可探测到较深的管线，低频工作则反之，使用时要根据具体情况来选择不同频率。感应法无须管线在地面有出露点，工作效率高，适合大面积勘探和快速追踪管线。这种方法的优点是不需要露头点，在管线不太密集区效果好。缺点是在管线密集区易受干扰。除这两种外，其他探测方法用的不多。

关于地质雷达我也有所了解，今年我所主持的怀柔北至怀柔220KV送电塔基物探工程中，我院使用了地质雷达。当时我们先利用我们的探管仪在测区内盲探，再利用借来的地质雷达对测区复测，用来检验两种方法对于管线探测的不同。结果显示在埋深较浅，管径较小的情况下，我们的管线探测仪能够方便快捷的找出管线的位置，比较准确的定出管线的埋深。但对于埋深超过3米，或管径较大的管线，以及非金属管线的探测，探测仪的误差较大，有时甚至确定不出管线的位置。但利用地质雷达就能够很好的解决这个难题。测区分为两部分，西测区和东测区，中间有雁栖河隔开。首先我们利用探管仪盲探西测区，结果没有发现任何异常值，也就是说没有探测到地下管线。然后我们又用地质雷达对西测区进行探测。地质雷达的具体作业方法是在测区内布设若干条测线，根据探测的深度选择适合的天线，由于本工程甲方要在指定的塔基为圆心，30米为半径的范围内施工，深度大约5米，因此我们外业采用的是主频为100Mhz天线，浅层信息分辨率较低，主要目的是解决深部异常。然后我们外业按照测线采集数据，后期内业对数据进行处理，分析出管线位置，深度。 具体雷达反射图如下： 西测区域探测结果见图1： 图1

东测区探测结果见图2：

图2

西测区内有一条南北走向，埋深约1米的管线，后经现场追踪，发现是一条已经废弃的直径300的雨水管线。

东测区内有一口上锁的检查井，由于现场我们无法确定此井的属性，便对该井按顺时针方向利用地质雷达探测了一圈，后期数据显示为一条南北走向，埋深约1米的管线，后经过甲方联系，我们得知这是一条供水管线，管径600。

由此实例证明，地质雷达能够很好的解决探管仪的不足之处，在我们的管线测绘生产中具有一定的意义。

另外在顺义区管线普查中我单位首次推行了外业现场利于PDA记录管线点信息代替了曾经的手工记录的方法，这样大大提高了作业效率，原来管线普查都是回到单位后由内业人员按照外业调查手簿录入到地下管线录入系统中，但现在利于PDA直接记录管线信息，就可以直接匹配管线点坐标高程，利于程序生成管线库文件，大大减少了内业录入时间，目前我分院的管线工程都已经达到了内外业一体化，不用再按排专职的内业人员了。 2.3 地下管线测量

建立地下管线测量控制网，为管线点测量提供基础。在本次工程中，平面控制我们利用GPS－RTK布设控制点，高程测量我们找到测区内的水准点，布设水准测量。外业我们利用全站仪采用三角高程法直接采集管线点坐标及高程。 2.4 内业录入地下管线录入系统，建立数据库

将外业采集的管线点坐标高程按照规定的格式处理，与PDA录入的管线点属性信息对比匹配，直接生成地下管线录入系统，在录入系统中，对新增管线进行管径、点号的标注，绘出小室图，最终生成CAD图及管线成果表。

最终在单位所有人员的努力下，我们从2009年3月6日到2009年4月14日短短一个月零十天内就完成了整个顺义城区845.99公里的管线普查工作，获得了顺

义区市政管委和各个管线产权的单位的好评，此项工程还被评为了北京市测绘设计研究院2009年度院优秀工程。 参考文献

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