地下管线探测与资料整理

广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060

1 地下综合管线探测的内容

地下管线探测包括地下管线探查、地下管线测量、数据建库三个基本内容。地下管线探查是对符合范围要求、取舍标准的目标管线采用调查和仪器探查方法取得其平面位置和埋深；地下管线测量是采用测绘仪器确定管线点的坐标，采集两侧带状地形，编绘综合或专业地下管线图；数据建库是将管线位置和属性录入符合数据结构的组织、存储和管理数据的库表。

2 地下管线探查

2.1 探查技术的工作方式

按探测工序划分，地下管线探查可分为实地调查和仪器探查。实地调查包括调查属性、量测埋深，仪器探查是采用管线探测仪器确定隐蔽点平面位置及埋深。

2.2 地下管线的调查

地下管线的调查主要是针对明显管线点进行的，用钢尺进行量测，深度埋深以米为单位，读数至厘米，管径（或断面尺寸）以毫米为单位。实地调查时，宜请管线权属单位、施工单位或知情者协助，共同了解权属单位、材质、附属设施、走向埋深、流向、电压等要素，根据管线的类型量测不同的埋深，如给水、燃气、航油、成品油等管线为地面至管外顶的深度，雨污合流、雨水、污水等排水管道为地面至管内底的深度，电信、联通、移动、宽带、盈通、城网、网通、广播、网络、公安、军用、保密、电力通信等管块为其外顶埋深。难以直接调查的地下井室可采用QV技术，协助判断管径大小及管道走向，或采用CCTV技术进行调查。对具有出入口，即两端未封口的非开挖管道，宜采用管线陀螺仪直接获取管线点的三维坐标。

2.3 地下管线的仪器探查

（1）金属管线的探查。金属管线主要为给水管线、煤气管线、工业管道、电力管线、电信管线等，由于金属管线导电性好，因此可采用主动源频率域电磁法探测，一般采用直接法或感应法。采用直接法探查地下管线时，应使接地钉处在合适的位置，避免电流过小或尽量减少其他干扰信号。采用感应法探查地下管线时，应使发射机与管线处于最佳耦合状态，接收机与发射机应保持最佳收发距。管线分布简单或旁侧干扰较小时，用极大值法（Hx或ΔHx）定位，用直读法或特征点法（Hx百分比法、ΔHx70%法）定深。使用直读法应尽可能使用较低频率，要有特征点法验证。一般采用夹钳法和感应法探测通信、电力类管线，当无出露点少、夹钳法效果不佳时，可采用感应法。隐蔽段的110kV高压电力电缆一般直埋在市政道路慢车道下，以主动源感应法与50Hz被动源法结合定位、定深。近间距平行金属管线的探测：相邻管线走向、埋深基本一致，间距较小的管线，由于信号叠加，导致测深误差较大、平面定位错误，也可能测漏管线或无法区分管线。为提高探测效果，可采用下列方法进行分辨：①分别对各管线施加直接信号；②改变发射机感应的位置和方向；③改变发射的频率和功率；④改变接地电极等。复杂或超深金属管线的探测：宜采用剖面观测计算法，即在垂直管线走向设置电磁场观测剖面，记录电磁场曲线，通过观察电磁场曲线形态分析信号的干扰程度、判定管线的位置及深度，亦可以进行反演计算，求取位置和埋深参数。

（2）非金属管线的探查。非金属管线分为未封闭和全封闭的非金属管线。①未封闭的非金属管线探测主要是对未封闭的自流非金属排水管线，未穿放电缆的电力、通信管线的探查，一般用示踪法探测。将示踪探头推入管道内，使它沿管道移动，在地面利用探测仪的接收机，探测示踪探头发射的电磁场信号，推测探头位置，从而间接对非金属管道进行定位，缺点是有些地段可能会因为堵塞而不能保证在管道内将发射探头正常穿过或回收。②全封闭的非金属管线探测主要是对无出入口的给水玻璃钢管、砼管或PVC管、煤气PE管等的探查。第一，安装有球形电子标识器的非金属管线的探测：目前，埋设时安装了3M Dynatel电子标识球的燃气、给水等非金属管线，可通过标识定位仪探测该地下管线的走向及位置。第二，有些非金属管线（例如燃气、给水管）铺设施工时，同时铺设了具有导电能力的示踪线。对这类非金属管线，可通过探测其示踪线，间接探测出金属管线的位置、方向和深度。第三，在不具备前面两个条件的情况下，一般通过地质雷达进行管线探查。根据非金属的管径及埋深特点，选择RIS-K2或MALA等管线探地雷达（GPR）的最佳工作频率及屏蔽天线，采用剖面法探测，以最佳的时窗、采样间隔、点距，排除介质不均匀性信号对目标管线的干扰，根据反射时间、波长、同相轴、振幅等判断管线异常。管线异常在邻近区域需具有重复性。有条件的地方可采用开挖和钎探方式对管线进行准确定位定深。

3 地下管线点测量

地下管线控制测量应在业主提供的相应等级控制资料的基础上布设相应图根控制点。管线点探查外业结束后，以探查组的探查草图、测区图根控制点成果作为基础，由测量作业组进行管线点测量，可采用全站仪极坐标法、网络RTK等方法，进行管线点测量、带状地形测量，按数字化1∶500成图的要求，采用电子手簿或PDA记录。管线外侧无建筑物时，测至管线外20m的地形、地物，通视条件较差的山区或密林地带可测到两侧15m。当带状地形测量的图幅接边时，宜测到本组图幅外的10m，并按规定保证接边质量。

4 内业资料整理与数据建库

资料整理主要是指数据处理，由管线数据处理软件进行处理。地下管线数据处理软件的基本功能应包括数据输入或导入、数据查错、图形编辑、属性编辑、管线图生成、查询统计、成果输出等。其使用的数据格式、图式符号，地下管线及其附属物分类、代码、符号、线型及颜色等应满足规程要求。

4.1 建立地下管线数据库

地下管线探查人员把探查的管线埋深、附属物等属性数据、管线点坐标数据通过管线处理系统软件录入或导入计算机，建立管线数据库，在地下管线数据处理系统进行展点并绘制计算机草图，对管线及地形按有关标准进行分层、连线。

4.2 数据处理及查错

对数据库的管线属性加以处理，完善属性内容。例如，对于一井多盖的窨井，完善直通、多通等属性数据，分别在附属物栏填“窨井”、特征栏填“边点”，在备注栏中说明出土、出地、出露、空管、空沟等情况。数据库查错的内容包含属性查错、逻辑查错等。根据管线数据库的字段名称、类型、长度、小数位数的要求，完整性约束、域值等条件，对各管线点表、线表进行100%检查。（1）属性查错是对数据的类型、大小、标示符等进行检查，通过检查能够发现人工填写的错误，以及不合理的属性内容等。该项检查由计算机完成，具有速度快、准确、无遗漏等特点，比人工检查更具有优势。另外，所有的属性查找都可以进行配置和设置，确保能够根据技术规程进行必要的调整。（2）逻辑查错指进行各种复杂的数据逻辑查错。针对不同管线设施数据之间的关系，可以了解属性根据关系应产生什么样的变化，如材质、管径是否合理等。

4.3 编制管线图与成果表输出

在建立管线资料数据库的基础上，由软件生成管线图草图，并叠加带状地形，对图件做一定处理：（1）暗渠或位于沟（廊）道的宽度不小于成果图上4mm时，必须按比例以实部2mm、虚部1mm的虚线绘出边线；综合管廊存在间隔壁的，其壁边线不绘出，只绘最外的2个壁的边线。（2）未穿铺电缆的通信管块、电力管沟（均），实测明显点和特征点，采用虚线线型加注“空管”处理。（3）图上长度大于等于50mm的排水管线段，应在其中点处标注流向符号。作业组全面核实管线图上管线的数量和分布位置、管线图式是否正确，检查完成后，生成管线正式图，输出管线点成果表，并按照图幅编号装订成册，使之符合档案管理要求。

4.4 入库成果数据的检查

入库数据的检查主要是针对入库数据进行图形数据、属性数据库和图库一致性的检查工作。图形数据检查主要是检查转入的图形和原DWG图形有无变化、地图坐标系统是否一致，对实体对象的属性及对应关系等进行人工检查。它要求入库数据文件中的线数据与DWG文件线图形数据的对应关系一致、数据库中点的平面坐标与图形中相应点位的平面坐标一致，入库数据文件中点符号代码与图形中的点符号的图例一致，以此确保以电子文档形式提交的数据库和DWG图形文件的一致性。应对数据成果的一致性进行全面的检查，并且自动生成错误信息文件以供检查修改。

5 结束语

随着我国城乡一体化的不断发展，地下管线的种类、埋设方式与数量也越来越多。一方面，已经开展了地下管线普查的城市，需要开展管线数据更新，实施动态跟踪修测和动态管理的工作必将在更多的城市展开；另一方面，尚未开展管线普查的城镇也迫切需要开展管线普查，以实现地下管线数字化管理的要求。并且，地下管线的三维一体化、智能化、可视化技术取得了可喜的进展[3]。文章分析总结了地下管线探测从探查、测量、建库、绘图、入库等流程的经验，可为从事管线探测的同行提供参考。