城市地下管线探测技术分析

刘民

（贵州省城乡规划设计研究院　贵州　贵阳　550001）

城市地下管线探测技术分析

刘民

（贵州省城乡规划设计研究院贵州贵阳550001）

加强地下管线的综合规划，能够有效地整合有限的地下空间和利用地下资源，甚至能够有效拓展地下空间；能够缓解地上的交通矛盾，减少交通拥堵现象的发生；能够迎合当前城市的自身经济和社会发展的需求。本文重点就城市地下管线综合规划进行了研究。

地下管线；综合规划

引言

综合管沟就是由于太多的管线无法“和平共处”而应运而生的一种地下的人工空间。它主要是指将两种或两种以上的市政管线全都集中放置在同一条大的人工空间中（有时是管道中），来达到有效集约地下空间的目的。城市管线工程作为一个系统工程，要学习各种管线的特点，才能做出最适宜、最到位的管线综合规划。

1　城市地下管线综合规划的意义

首先是地下管线可能与其他功能地下空间的开发造成矛盾。例如市政管线与地铁建设经常发生冲突，而常规的处理通常是市政管线的迁改。如果有了管线的综合规划，及早了解地下空间的使用情况，避开地铁等等必要的交通线路，就能够大大减少改线带来的一系列麻烦。在已经有管线的地方，应该与其他利用地下空间的利益相关方进行讨论，可能最后不用做出如此劳民伤财的决定。

地下空间虽然很大，可利用的空间较多，但是由于城市化进程太快，对于未来地下空间的使用情况无法准确预知。所以管线的敷设还是要以集约为主，节省利用地下空间。达到这样目标的措施有：对性质类同的管线放置在一起；对埋深相近的管线放置在一起，可以共同使用同一管沟，则共用通道可大大地节省地下空间。全面分析所在地的局势，优化管线布局，为尚未开发甚至未有发展计划的地区预留未来发展的空间。除了必须敷设的大型基础设施廊道，包括了输水干线、排水干线、高压线路、输油/气线路等等的生命线工程以外，要留出足够的发展空间给未来的城市建设。例如，廊道应建设在绿化和建筑之间，方便用户使用和平时维护。在河流边要留出足够空间，以防止未来规划中出现一些沿河的布置。在城市的主干道上尽量避免廊道，预防维修时阻塞交通。商业区、学校等等人流密集的地方，要预留廊道，以便日后改造线管或扩容。

此外，有一些特殊的管线需要特殊的填埋措施，也要在管线综合规划中得到重视和特别的安排。比如，排水管线由于其内容物为水，重力过大，所以导致其兼容较差，在布局之后一般不能再做搬动。所以，在管线综合规划中，不能将其与一般的非重力的管线一并放入廊道中，否则会引起一些不好的结果。

2　地下管线规划探测

要做好地下管线综合规划，其中最重要的的是对现有地下管线的调查，主要手段就是在现有资料不全的情况下进行地下管线的探测。地下管线探测主要有以下程序：收集资料、接受任务、方法试验、检验仪器设备、编制技术设计书、勘察现场、仪器探查、实地调查、数据分析处理、测量地下管线点、建立测量控制、编写技术总结、编制地下管线图和成果验收。在地下管线探测的准备阶段应先对作业现场进行勘察，以对作业现场的实际状况有所了解，除此之外对地下管线的资料以及控制资料进行搜集。要通过对现场探测方法的试验来确定科学合理的探测设备和探测法。当地下管线的探测作业已经进入施工现场了，也要对现场地下的地下管线点应进行勘测，以准备阶段收集到的地下管线资料为依据，制出相应草图。以上述绘制的草图为参考，遵守地下管线探测工作的三原则来探测隐蔽的管线，探测时要注意设置好终点、多通点、起点、变径点、变坡点以及转折点等重要管线点，要是管线点设置的数量太少或者位置不准确就不能确切反映地下管线走向，要是管线点设置的过多又会造成浪费。因此，我们应具体问题具体分析，对地下管线点进行合理设置。隐蔽管线被探测完之后，要立即绘制工作草图，并对所测的所有管线都按照顺序编号，一般来说一个管线点的号是由管线属性代码、管线点序号和管线线号三部分所组成。要根据所测区域内的地下管线控制情况来布设控制点。随着我国信息技术的发展，可以推广采用电子记录计算法来测量地下管线点，为了减小系统误差，应该进行多次校验。

3　工程概况

以安顺市为例，普查探测区域面积为41.7km2，涵盖中心城区规划范围内已建成道路，地下管线总长度约2400km，普查的管线包括城市给水、电力、燃气、通信、排水、路灯、有线电视、石油管道、军用管线、交通信号和视频监控等全部地下管线。探测区域地势比较平坦，道路相对宽敞，道路两侧的高层建筑不太多，两侧大部分是空地，部分道路与建筑物之间有树木，但不影响视空，对RTK作业不会产生大的影响。在本次地下管线测量过程中工作量大、时间比较紧，一般的测量方法很难在规定时间内完成测量任务，根据实际情况，测量单位决定采用网络RTK技术配合全站仪完成测量任务。

3.1参数转换

在本次测量中需要采用WGS-54、WGS-84及其他独立坐标系，而GPS采用的是WGS-84坐标系，因此，在测量过程中，需要进行坐标系转换。采用网络RTK测量地下管线时，常使用坐标校正法、4参数法、7参数法进行坐标转换，在本次测量中，采用坐标校正法。在测量区中取5个已知控制点，用网络RTK移动站，在不运用任何校正参数的情况下，接入CORS参考站中进行测量，获取固定解，并记录这5个点的WGS-84坐标，然后利用RTK电子手簿提供的已知点坐标与WGS-84坐标进行校正，求出转换参数，确保各点的残差分量在0～3cm之间。

3.2外业测量

地下管线点的测量采用网络RTK技术瞬间获得管线点的三维坐标，观测采样率为3s，测量历元素不能低于5，为保证定位瞬间，GPS接收机处于稳定状态，需要在测量过程中设置强制对中杆。网络RTK技术测量的管线点坐标，点位坐标要符合相关管线点精度要求。

3.3图根点测量

在进行图根点测量时，为确保图根点的精度符合相关规定，需要对同一个观测点测量两次，然后取平均值，在测量过程中要保证两次测量误差在0～3cm之间。在测量过程中，如果出现点位失锁的现象，要重新测量，直到得到固定解位置。在本次测量中，有部分控制点周围的障碍物比较多，信号不太好，坐标解不太好算，可以将接收机移到附近得到的固定解，然后缓慢移到接收机至相应点位进行测量。

3.4精度分析

为检测网络RTK技术的测量精度和稳定性，在本次测量中，使用测角精度为2s，测距精度为±2mm+2ppm的全站仪对部分相邻图根点距离及管线点的坐标进行重新测量检验。经过检测发现点位误差最大在6.5cm、最大高程误差为6.8cm，点位中误差为± 2.51cm，高程中误差为±2.64cm，高程测量结果的精度小于5cm，符合相关规定；边长误差最大为-1.8cm，边长相对误差为1/11772，边长中误差为±0.94cm，得出平面测量结果精度符合相关规范。

3.5注意事项

在进行地下管线测量时，要注意RTK技术的基础是GPS定位技术，因此，必须保证对GPS卫星进行动态跟踪，同时要保证跟踪的卫星数目符合相关要求，在测量过程中，要尽量将测量点设置在开阔的地区或者地势比较高的地区。RTK比静态GPS的误差要多，如数据链接传输误差等，因此，为保证测量的可靠性和精确性，需要对RTK测量结果进行验证。在测量过程中，必须注意电台信号的接收情况，防止采集到不准确的测量数据，造成测量结果精度不高。由于RTK测量精度、稳定性都没有全站仪高，并且RTK容易受卫星情况、数据链传输情况等的影响，因此，在进行测量时，要多设置几个控制点，用作检核RTK测量成果。在搬运、使用RTK系统时，要注意保护好各个部件，避免发生碰撞的现象，这样不仅能延长仪器的使用寿命，还能为测量精度提供保障。

4　结束语

城市地下管线综合规划是在新常态下国家在十八届三中全会后为适应建设中国特色新型城镇化需要而兴起的新课题，要求在2015年底前完成城市的地下管线普查工作。利用地下管线探测技术，我们可以对城市地下管网的现状有一个清晰的认识，根据它探测的数据更加科学的管理地下管线资料，为各部门的管理系统以及城市的公共服务平台提供建设信息。因此，做好地下管线探测，弥补在过去城市建设中地下管线档案资料的不足，是做好地下管线综合规划的前提保障，是确保地下管线信息系统具有持久的生命力，为城市的合理规划和建设做出贡献的必要条件。

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TU990.3

A

1673-0038（2015）17-0003-02

2015-4-3