一种油气长输管道线路竣工图的编制方法

李晓峰 吴沙 李欣彤

摘要：本文对油气长输管道施工图进行了简要介绍，并对施工过程中相对施工图纸发生变化的内容和原因进行了一定分析，最后提出了一种竣工图纸的绘制方法，以施工图为底图，以施工完成后的复测内容为依据，通过excel表格的辅助，经过公式计算和排版，实现在AUTOCAD中绘制竣工图的最简便方式。

关键词： 油气管道;施工图;竣工图;AUTOCAD

1 引言

竣工图，是工程竣工验收后，真实反映建设工程结果的图样，是工程竣工档案的核心组成部分。依据原国家建委1982年[建发施字50号]《关于编制基本建设竣工图的几项暂行规定》，编制各种竣工图，必须在施工过程中（不能在竣工后），及时做好隐蔽工程检验记录，整理好设计变更文件，确保竣工图质量。

油气长输管道是一种特殊的基础建设工程。其距离长宽度窄，施工范围呈带状分布，由钢管逐根焊接完成。一般情况下挖沟埋设于地下，长输管道途径区域地形纷杂，钢管焊口数量庞大，附属设施较多，而管道或其附属设施一旦发生破坏，对生产企业和途径区域的自然环境及人民生活影响都比较大，因而管道在由施工单位移交运行单位过程中需要非常精确的线路竣工图纸，以明确管道及各种相关设施的具体位置，达到辅助维抢修和保护的最佳效果，也有利于在改扩建、迁移或拆除等工作中发挥最理想的作用。

2 线路施工图与竣工图的关系

2.1 线路施工图的主要内容

线路施工图是油气管道施工的指导和依据，包含的内容比较丰富。总体来说，一张线路施工图包含三大部分的内容，即管道图、施工信息栏和边栏，管道图又分为平面图和纵断面图。平面图是地面的测量图，以管道走向为中轴两侧保留一定距离作为测量带，从管道起点起算一直到终点，按照管道的平面长度每一百米设置一个桩号，每张线路施工图通常设置为一公里的管道水平长度（具体取决于项目要求）。

平面图如下图2-1，其应包含测量到的所有地面信息，等高线、海拔高度、植被、河流、水渠、道路、输电线、房屋等，并对管道水平方向的转角进行编号标注。另外管道要依据地表情况划分地区等级，从而决定不同区段管道的用管类型和钢管壁厚。

纵断面图如下图2-2，纵断面图是指导管道施工的核心要素，其体现在图纸上的主要内容是两条线和填充物。一条是地面线，表示在该段区域管道顶部地表地勢的轮廓;一条是管道线，表示管道施工后应该埋在地面以下的相对位置;填充物是该施工区段管沟的地质信息，决定了管沟的开挖形状，开挖难度，开挖深度，阴极保护形式以及钢管的保护形式。另外在有需要的情况下，纵断面图上还应该标注水工保护措施和工程量，各种穿越的位置形式，穿越保护措施和工程量，固管措施和工程量，阀室位置，冷弯管位置和角度，热煨弯头位置和角度，抗浮力措施的位置形式数量等信息。

施工信息栏如下图2-3，施工信息栏是管道图内容的详细化数据化补充。在施工信息栏里标注了水平转角的位置角度信息，以数字形式标注了管道水平里程信息，地面线的海拔高度，管道的海拔高度，管道的埋深信息，每一段管道的倾斜度，每一段管线的地区等级、用管类型和钢管长度，穿跨越起点和终点位置的水平里程，穿跨越的保护措施和数量长度，抗浮力保护措施的类型位置和数量长度，管道阴极保护形式，管沟回填对钢管的保护措施，以及阴保桩、里程桩、警示牌、转角桩的位置数量等信息。

边栏图如下图2-4，边栏信息通常要包含角图章，图纸版本信息，引用的通用图信息等。除此之外，各项目的要求不尽相同。本文采用中亚天然气管道的施工图作为参照进行描述，在这个项目的图纸中，边栏还要包括穿跨越表和平面转角表。穿跨越表要依次详细罗列在本张图纸中管道穿越的河流、水渠、道路、铁路、其他管道和高压线的名称、等级、规格、穿越点里程等信息，平面转角表要计算本张图纸中涉及平面转角的编号、角度、位置和转角的线性参数。

2.2施工过程中的主要变动

虽然线路施工图是管道施工的指导蓝图，是施工的依据，但是因为各种主客观因素的影响，施工过程中并不能做到与图纸完全的一致，总会发生一定的变动。比如有的项目批复或施工周期太长，在施工阶段发生因城市规划变更城市土地征用导致的管道无法按照施工图设计走向开工，不得不进行线路的水平走向变更，这会影响线路平面图的绘制;比如在施工过程中为了开辟可运行施工机械的作业带，对山体进行的大规模切削土石方，地貌恢复并不能恢复山体原状，比如在偏远地区，为了便于运营单位未来对管道的管理和维护，对地形地貌进行了道路化修整，不能与施工前地貌一致，这些都会导致地面线的变化;比如在开挖土石方量和冷弯管制造的成本核算策略中，在满足设计标准的前提下进行一定冷弯管数量和埋深位置的变更，比如冷弯管和热煨弯头的使用比选中，在满足设计要求的前提下进行互相替代的变更，这些都会影响线路纵断面图的绘制;比如在施工阶段管道途径区域对比测量阶段道路河流水渠数量、等级、宽度的变化，进而影响管道的穿越形式、穿越长度、深度和保护措施等。另外在实际施工中还会对某些测量的信息进行修正。这些都会影响图纸边栏的标注;而以上这些内容的变更最终都会影响图纸信息栏数据的计算。

2.3竣工图的编制依据

线路施工图是以设计阶段的测量信息为依据进行计算和绘制的，那么竣工图则应该是以管道施工完毕，管沟回填地貌恢复后的测量信息为依据进行绘制。竣工图的框架仍以施工图为模板，只对所有设计信息进行更新，以便将最准确的管道现行状态提供给运行单位，保障运行和维护工作的开展。如线路发生改线引起管道平面走向的变更、水平长度的增减，则将受到影响的施工图全都提取出来重新绘制平面图，在原施工图纸编号不改变的前提下，如水平长度增加，可将增加段安插在受影响的两张相邻施工图中间，单独命名绘制;如水平长度减少，可删减受影响区段的图纸;这样能保证不影响到改线段前后未被波及线路段的竣工图绘制。管道的纵断面图应以钢管每道焊口的坐标信息为依据进行绘制，注意坐标采集时一定要是包含海拔高度在内的三维坐标，这样才能明确地面线以及管道顶部在地面以下的位置。以钢管焊口坐标为依据绘制纵断面图，解决了土石方开挖、弯管替换、穿越变化等因素造成的管线位置变化问题。地面线按照焊口顶部的地表坐标进行绘制，这就解决了因施工切削方、道路修整、地貌恢复等因素造成的地面线变化问题。施工信息栏、穿越信息栏和平面转角信息按照测量情况重新计算，重新进行标注。

三、竣工图编制方法研究

3.1编制基础信息表格

線路竣工图以完工后的测量信息为依据，同时以施工图为模板进行绘制，因而首先需要明确每张图纸需要的测量信息，并以单张图为单位编制一个需求表，提交给相关单位进行现场测量。

需求表如下图3-1，内容为焊口编号，该焊口编号的水平坐标、海拔高度，焊口上方地表面的海拔高度，以及钢管的埋深。

3.2计算竣工图更新数据

有了相关单位的测量数据，这还远远不够，测量数据只是竣工图绘制依据，实际绘制的过程中，我们还需要编制更精确的excel表格，进行填充和完善。每张图纸对应一个excel表格，按照图号进行命名。如下图图3-2

竣工图表格分两大部分内容，一部分是测量出来的数据，包括管径、壁厚、单根钢管长度、焊口编号、水平长度、以及焊口的三维坐标、地面坐标等。这些从图3-1的表格中得到，我们直接复制粘贴到下图图3-3中。

竣工图表的另一部分内容是计算内容，以测量的内容为依据进行计算。因为最终这些数据要体现在AUTOCAD图纸中，所以我们要将测量数据和计算内容针对相应的CAD图纸进行优化。将图纸中的所有焊口坐标进行列表，每个坐标是一个点，所有点连接起来就是管道的理论形状。同理地面线也如此。考虑到在每张施工图中并不会按照管道的真实坐标进行排版（这个无法实现，因为施工图不可能与施工现场1：1的比例绘制，即便平面图按照真实坐标进行排版，纵断面图和平面图在同一张图纸里面，也无法对应真实坐标），因而我们需要将测量而来的坐标通过计算转换成CAD中的坐标。

首先我们要在CAD图纸上找到一个点，比如纵断面图框的左下角A点（如图3-4），将A点在本张CAD中的坐标作为定位点，如图3-5中第二、三行分别为A点在这张CAD图纸中的XY坐标（129，195）。看图3-4可知，A点的X坐标同时是管线起点B和地面线起点C的X坐标，接下来我们需要确定B和C点的Y坐标，从图中可以看出，两个点的Y坐标分别是对应该点管线和地面线的地面标高（即来自于图3-3的“Z”列和“地面标高”列的数据）。

如下图3-5中，P列为单根钢管长度按照图纸比例缩放后在该CAD图纸上所占的长度（图纸比例尺参加图3-6），Q和R列分别为每条焊缝的X和Y坐标。

P列第一个数据是管道在这张图纸上的起点，所以为0。第一道焊口之后为第二根钢管，参见图3-3第二根钢管的长度为6.21m，折合在CAD的长度为6210mm，由图3-6可知横向比例为1：2000，则钢管在CAD中的长度应为： ，由此得出P列第二个数据为3.11。该列余下的数据算法同理。

Q列第一个数据是B点的X坐标，同A点为129，第二个点应为第二道焊缝，其X坐标应为第一道焊缝坐标加上第二根钢管长度，即 。该列余下的数据算法同理。

R列第一个数据是B点的Y坐标，需要进行计算。参见图3-6，在图纸上纵向比例尺为1：200，通过计算可以得出每1米在图纸上对应的长度为 。参见图3-4，A点的Y坐标195对应的海拔高度为540m，参加图3-3，B点的海拔高度为559.17m，由上可以计算得出B点的Y坐标为 。由此得出R列的第一个数据为290.85。该列余下的数据算法同理。

S列数据即为将每道焊缝的XY坐标（对应的Q列和R列数据）放在一起，以便在CAD中画图时使用，如第一道焊缝在CAD图纸中的坐标为（129，290.85），之后每一道焊缝的数据获取方法同上。

T列数据为每一道焊缝对应地表的XY坐标。X坐标同焊缝一致，即为Q列数据。Y坐标的计算方法同R列的计算方法相同，其海拔高度数据来自于图3-3中“地面标高”一列。

3.3数据导入竣工图纸

竣工图绘制的最后一步是将计算数据导入到CAD图纸中。在以施工图为模板编制竣工图的过程中，图纸需要更新的内容不会完全相同，每张图纸一定需要修改的内容是地面线位置、管线位置、地面标高数据、管顶标高数据、埋深数据。而在第二章第2节中涉及的其他改变内容并非普遍存在，只会在某些图纸中单独出现，这些单独出现的问题，只需要把相应图纸参照施工后测量信息修改即可。因修改不具备共性，修改数量不多，且不存在特别的难度，因而在此不再赘述。只提醒注意修改的内容分布在管道图、施工信息栏和边栏三部分中，修改时要仔细，不要漏过图纸的任何一部分。

管线和地面线的绘制来自于图3-5，每张图纸对应管道的所有焊口和顶部地面坐标均已摘出，分布于S列和T列中，导入CAD时只需复制整列数据，使用“画多段线”命令，然后将数据粘贴到命令栏即可在CAD图纸中绘制地面线和管线。

接下来是三行数据以及每个数据所在位置的小竖线在施工信息栏的标注。

在CAD中画线段的命令串顺序如下：line→起点坐标→终点坐标→确认，因而我们直接在表格中设置cad的命令信息，如图3-7中的X列信息，第一行为line命令，第二行为小竖线的起点坐标，第三行为小竖线的终点坐标，第四行空格，完成该条竖线的绘制命令串。接下来两行无效命令后，开始第二个数据对应竖线的绘制。操作的过程中只需要复制图3-7中X列的数据（从line开始），然后在cad命令栏粘贴即可。

图3-7中Z列和AB列的数据设置同上，绘制方法同上。

在CAD中输入文字的命令串如下：dtext→文字输入的位置→字体大小→字体翻转角度→输入文字的内容→确认。在图3-7中Y列的每行内容对应CAD每一步的命令。将数据导入CAD图纸的方法也同上。

图3-7中AA列和AC列的数据设置同上，绘制方法同上。

在此需要说明的图3-7中数字的来源。X列第一行数据即为点D（参见图3-8）的坐标（164.43，128），因小竖线的长度设计为2，所以第二行数据的X坐标同上，Y坐标为D点的Y坐标+2，即为（164.43，130）。该列每五行为一个命令循环，接下来往后的小竖线数据计算方法均同此理。

Z列和AB列的第一行数据则分别对应图3-8中E点和F点的坐标。其他内容的计算方法同上。

Y 列的第一行数据为图3-8中第一个数字的输入位置，即在第一条小竖线的终点（164.43，130），第二行数据表示输入文本尺寸设置为3，因CAD数字输入默认为横向，我们需要的数字是竖向，所以接下来第三行数据意为翻转90°，第四行数据为该位置的数字文本为555.47。该列数据同样每五行为一个命令循环，接下来往后的数字输入方法均同此理。

AA列和AC列的内容同上。

四、结论

一份施工图从设计单位编制完成到交付施工单位，再到施工单位完成施工任务的过程中，难免会遇到因原材料、工期、气候、使用功能、施工技术等各种因素的制约而发生变更、修改，工程竣工后工程实况必然会存在多多少少与施工图纸的不符，如果施工图没有进行严格审查，只修改图号等基础信息便草草归档，势必给工程的维修、改建、扩建、城市规划等带来严重隐患。因此工程竣工以后，必须依据有关设计变更文件、工程谈判记录、工程复测数据等有效文件对图纸进行重新绘制，使竣工后的工程实体与竣工图纸保持一致。

因为每张线路施工图纸是定长的，连续的图纸示意的是里程连续的管道，这种特殊性导致竣工图一般以施工图为模板进行绘制，而不能完全重新编制。这样的绘制方式保证了图框和图纸信息的完整性，在竣工图绘制过程中只需要修改施工发生变化的内容即可。文中本人针对油气长输管道施工图和竣工图的异同进行了比较，对管道施工过程中的变动进行了分析，对修改内容进行了总结，并对绘制方法进行了一定的研究和介绍，主要目的是探索在保证竣工图精确度的前提下如何实现最简单最省时的绘制。如有不妥之处，请多多指正。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.建设工程文件归档规范[Z].2014-7-13.

[2] 国家基本建设委员会.关于编制基本建设竣工图的几项暂行规定[Z].1982-2-8.

作者简介：

李晓峰（1986.04-），男（汉族），山东莱西人，工程师，工学学士学位，南开大学工程管理硕士在读，目前就职于中国石油管道局工程有限公司东南亚项目经理部。