浅谈地下管线的测量与探测

孙炳见

摘要：地下管线探测技术就是对城市地下各种管线进行探查和测绘的交叉技术。探查是对已有地下管线进行现场调查和采用不同的探测方法探寻各种管线的埋设位置和深度；测绘是对已查明的地下管线进行测量和编绘管线图。随着城市现代化建设进程的不断推进，电力、通讯电缆等已不再采用传统的架空设置，采用地下埋设的方式，形成庞大的地下管线系统。地下管线探测技术越来越受到重视。

关键词：管线探测；物探技术；城市建设

一、管线探测方法概述

地下管线探测的目标管线包括给水、排水（雨水、污水）、电力、路灯、电信、有线电视、燃气等。物探方法是基于探测目标体与周围介质存在物性差异的前提下进行的。按 管 线 的 材 质可将管线分为金属管线和非金属管线，电力、通讯为可导电的电缆、光缆，给水管道为导电 性较好的铸铁管或者导电性较差的球墨铸铁管，排水管道为不导电 的水泥管或者PVC管，燃气管道目前大部分选用不导电的PE管。不管目标管线是金属或是非金属，管线本身与其埋设环境存在物性差异，是存在物探方法应用的基础。

导电的金属管线周围存在磁场，通过接收该磁场来判断管线的位置和埋深是目前探测金属管线的最有效的方法。该方法利用电磁感应原理，适合于能导电的金属管线，包括电缆、光缆以及导电性较好的铸铁给水管等。为了更好地分辨出目标管线，管线中的电流采用人工激发效果较好，根据管线类型的不同，应选择不同的激发方法。

直连法：适合于管径较大的金属管，利用导线将管线仪发射机和管道直接相连，在管道上产生一定频率的电流，利用接收机接收管线电流产生的磁场，测量管线的位置和深度。夹钳法：电缆、光缆等管线不存在接口，也不允许仪器本身和管线直接相连，通过在目标管线上加夹钳使目标管线上产生感应电流，利用接收机接收管线电流产生的磁场，测量管线的位置和深度。感应法：电缆、光缆等金属管线不存在出露口，无法采用直连法和夹钳法，利用发射机线圈的磁场在目标管线上产生感应电流，利用接收机接收管线电流产生的磁场，测量管线的位置和深度。管线探测位置和深度原理为：当管线仪接收机中的水平线圈在通电导线的正上方时，信号最强，由此判断管线位置，利用接收机不同高度的两个水平线圈的测量值和高度差，用d=xEt/（Eb-Et）计算出管线深度。该方法在实践应用中，优点是探测效果好、效率高，缺点是只能用于金属管线探测，不适用于非金属管线。

二、管线测量技术与探测成果

城市地下管线是指埋设于地下的各种管道、线缆、盖板沟以及与地下管线直接关联的管线设备和构筑物以及附属设施的空间地理、安全运营管理等属性信息。 管线成果精度要求：1）管线点的探查精度。隐蔽管线点的探查精度： 平面位置限差 δts 为0.10h；埋深限差 δth 为 0.15h。（式中 h 为管线的中心埋深， 单位为 cm， 当 h<100cm 时以 100cm 计算）。明显管线点的量测精度：量测中误差不大于±5㎝。2）管线点的测量精度。平面位置中误差 ms 不得大于±5㎝ （相对于邻近控制点），高程测量中误差 mh 不得大于±3㎝（相对于邻近控制点）。城市地下管线探测的作业流程为： 搜集资料、现场踏勘、方法试验、实地调查、仪器探查、布设测量控制网、城市管网管线点测量、城市管网图编绘和成果检查验收。 探测任务较简单及工作量较小时，上述程序可适当简化。

管线探查应在城市管网现况调绘的基础上，采用实地调查和仪器探查相结合的方法进行。 城市管网探查工作包括对明显管线点的实地调查和量测以及对隐蔽管线点的探查。 在明显管线点，按照调绘图上标示的地下管线附属设施和附属物点的位置进一步进行核查， 并对明显管线点作详细调查，对埋深用钢尺进行量测， 填写明显管线点调查表，同时确定必须用仪器探查的管线段。 对地下管线的隐蔽管线段，要根据不同的物理场条件、选用不同的物探方法和仪器进行探查。城市管线平面测量使用全站仪或采用 GPS 全野外数据施测，用统一的格式记录，利用软件进行数据处理，生成坐标成果数据文件。城市管线测量区域无大比例尺基本地形图或地物变化较大时，地形图应测绘管线两侧第一排建（构）筑物；管线两侧无建（构）筑物的，应测绘管线中心线两侧 20m 范围内的地形地物。地下管线测量成果应在过程控制的基础上进行质量检验，地下管线测量成果质量检验包括地下管线点测量精度检验和地下管线与邻近的建筑物、相邻管线以及规划道路中心线的间距中误差的检验。 地下管线测量成果质量检验应符合下列要求：检验点、边应在测区内均匀分布、随机抽取，检验点、边数量不得少于测区内管线点及对应边总数的 5%；检验时应复测管线点的平面位置和高程，量测地下管线与邻近的建筑物、相邻管线以及规划道路中心线的间距，并分别计算管线点的平面位置测量中误差、高程测量中误差和间距测量中误差。在保证管线探查质量的前提下，测绘是地下管线探测取得成果水平的关键，需要处理好管线探查与测绘工作的衔接，保证图件编绘、探测成果编制工作的顺利进行。地下管线测量主要包括图根控制测量和地下管线点平面、高程测量。地下管线控制测量是指为进行地下管线点连测及相关地形测量建立的图根控制，图根控制采用电磁波测距导线布设，图根点及其以上控制点是测量地下管线点和地物点的依据；地下管线点的平面位置及高程的测量，采用全站仪测量。

从事地下管线探测的工作人员，必须熟悉工作岗位的安全保护规定；在生产过程中必须穿戴明显的安全标志服装；遵守交通规则；打开窨井时，必须在周围设置了明显的警示标志，有专人看管，或用设有明显标志的栅栏围起来；夜间作业时，必须有足够的照明，打开窨井时，在井口设有安全照明标志；测量后将井盖复原；在下井量测时必须进行有害、易燃气体测试，确保安全后下井测量；对规模较大的排污管道，在下井调查或施放探头、电极、导线时，必须严禁明火，进行有害、有毒及可燃气体的浓度测定；超标的管道采用安全保护措施后才作业；在探测煤气、乙炔等易燃、易爆管道管线时严禁采用直接法；电信、电力调查时，严禁踩踏电缆、光缆；电信、电力、燃气管线严禁钎探；使用大功率仪器设备时，作业人员必须具备安全用电和防触电基础知识；工作电压超 36V 时，作业人员必须使用绝缘防护用品；接地电极附近设置明显警告标志，并委派专人看管；雷电天气严禁使用大功率仪器设备作业；井下作业的所有电气设备外壳必须接地。

三、结束语

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划建设管理的重要基础信息。 随着城市建设的迅速发展，对地下管线的依赖性也越来越强。 但是，由于历史和现实的各种原因，地下管线管理滞后于城市的发展水平，已成为阻碍城市建设和经济发展的瓶颈。 因此，加强城市重要基础设施地下管线的管理与信息化建设，是保障城市建设和可持续性发展的需要；是完善城市功能和形成良好的投资环境，以及地下空间的合理开发利用，实现地下管线安全防范和保障维护的需要； 为加快经济发展，建设资源节约型和環境友好型社会、加快城市现代化进程的可靠保障。

参考文献

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[2] 陈燕，张琳，李婷，董杰，杜双杰. 近距离平行金属管线探测方法研究[J]. 河南科技. 2011（07）