特大城市中心城区地下管线数据维护方法探索

杨枫，汪枫，王水强，胡绕，孙斌

(1.上海勘察设计研究院(集团)有限公司，上海 200093； 2.上海市城乡建设和交通发展研究院，上海 200032)

1 背 景

2014年，国务院办公厅下发《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》。同年，住房和城乡建设部、工业和信息化部、新闻出版广电总局、国家安全局、国家能源局联合下发《住房城乡建设部等部门关于开展城市地下管线普查工作的通知》，为贯彻相关文件精神，结合本地实际情况，全国各地陆续开展城市地下管线普查工作。

管线普查工作获取了大量的地下管线数据，随着城市的不断发展、更新，地下管线数据发生日新月异的变化。尤其对于特大城市的地下管线，其年更新量可能达到上千公里。如何通过数据维护的方式，保证管线数据的准确性、有效性、现势性，使其能在相当长时间段内，仍可以作为城市地下空间规划、建设的依据，是普查工作结束后应当正视的问题。

本文以上海市外环内中心城区为例，阐述了2016年～2018年上海市在中心城区进行的地下管线数据维护的方法探索。

2 概 况

上海市于20世纪90年代初即开始地下管线信息系统试点工作，自90年代末开始，部分行政区先后组织了地下综合管线普查，建立了地下综合管线信息系统。

2015年，上海市集中对外环内杨浦、虹口、静安等行政区域进行地下管线普查工作。截至2016年4月，上海市中心城区地下管线保有量为2.6万多公里。

2015年，上海市政府办公厅印发《关于加强本市地下管线建设管理的实施意见》，明确提出“完善地下管线及管理相关的各类数据资源，并以此为基础，建立数据动态维护工作机制……实现数据信息唯一性、准确性，”。

为了保证中心城区现有管线数据的准确性、有效性、现势性，2016年5月，上海市开展中心城区地下管线数据维护工作，经过2016年～2018年三年时间的工作，共完成管线数据维护工作量约 3 000 km。

3 技术难题

上海市中心城区地下管线数据维护是国内首个特大城市中心城区的地下管线数据维护，由于无先期经验可以借鉴，在工作开展过程中遭遇诸多技术难题。

(1)管线施工数量巨大、地点分散、工况各异，覆土前及时跟测难度大

上海市中心城区地下管线数据维护范围涵盖外环内杨浦、虹口、静安、黄浦、徐汇、长宁、普陀、宝山(外环内区域)、闵行(外环内区域)以及浦东(内环内区域)，实施范围面积约 570 km2。

经统计，上海市每年的管线新增及变动数量约为管线保有量的4%，以目前上海中心城区2.6万公里地下管线保有量计算，每年新增、变动的地下管线数量约1 000 km。

如此大量的管线更新分布在中心城区的各个角落，涉及道路新建、道路翻修、新建排管、监控立杆、架空线入地等各类工程。如何保证在管线敷土前进行见管实测，尽可能提高管线数据的准确性，是地下管线数据维护工作的难点之一。

(2)后审批管线工程的及时跟测难度大，现场精确探测难度高

上海市对于掘路施工建立了完善的审批机制，但仍存在部分应急抢险工程，由于情况特殊，无法事先获取掘路许可。对于此类未获取掘路审批的管线工程，如管线抢修工程等。由于不能通过正规渠道提前获取相关施工信息，无法事先得知施工地点、施工时间等具体信息，无法及时跟测，只能通过现场巡视发现或事后接到业主通知后采用仪器进行探测。由于应急抢修管线基本处于已覆土状态，可能涉及燃气、给水等各种管类、材质各异、且使用仪器进行探测易受周边其他管线干扰影响，精确探测的难度较高。

(3)新敷设的非开挖管线因埋深大，无法见管实测，跟踪维护及精确探测难度大

随着城市地下空间资源的日益匮乏，在老城区进行管线新排越来越多地采用非开挖方法实施。在上海中心城区，信息等管线已基本采用非开挖方式进行铺设，新铺设的非开挖管线由于采用定向钻工艺施工，埋深大，管线平面及深度变化范围大，施工后无法进行见管实测，跟踪测量无法实现，且常规管线探测仪器也无法对其进行有效探测，跟踪维护及精确探测难度大。

(4)管线维护数据纳入全市统一适用的信息基础平台难度大

与大面积管线普查数据不同，地下管线维护数据体量较小，不能采用普查数据批量入库的方式，只能作为已有管线数据的补充。如何在大体量地下管线数据的基础上实现更新管线数据的导入、接边与数据库更新，也是本次维护工作的难点。

(5)特大范围、长周期管线数据维护工作实施与组织协调难度巨大

上海市中心城区地下管线数据维护覆盖整个外环内10个行政区，区域特别广，维护周期长，需跟测维护掘路施工数量巨大，涉及相关单位众多，如何确保管线维护工作有序、高效、全覆盖推进，项目组织、沟通协调与实施难度巨大。

4 创新工作方法

(1)采用自主研发的管线工程现场巡视移动系统，快速发现并及时上报和跟测

针对大范围、长周期、数量巨大、地点分散的掘路工程的管线及时跟测难题，分片区对维护范围进行专人巡视，并采用自主研发的管线工程现场巡视移动系统(图1、图2)。巡视系统可以实现施工信息的及时上报与分享，极大提升了巡视工作效率和管线跟测率。

图1 现场巡视软件 图2 已发现施工现场标示

(2)采用多种综合探测技术解决管线精确探测难题，提高管线维护成果数据准确度和精度

针对未能及时跟测、已覆土的种类繁多、材质各异的管线，采用多种综合探测技术进行探测，并通过现场方法试验选定最优采集参数，确保探测成果准确，如：采用电磁感应法对金属管线和电缆等带金属骨架的管线进行探测；采用探地雷达法对非金属管线进行探测，同时可对复杂、疑难区域的金属管线进行复核探测；对于周围近距离其他管线的干扰，采用降低激发装置频率或对目标管线进行低频直接连接法激发等方式，来区分目标管线和其他管线。

(3)采用探测新技术解决新铺设非开挖管线的维护难题

针对新铺设的非开挖管线维护，项目采用了多项国际最新的探测新方法、新技术解决该类难题：如将国际领先的导向定位仪、三维管道陀螺定位系统仪应用于深埋电力、通信类非开挖管线的精确探测；将上海勘察设计研究院(集团)有限公司首创的井中磁梯度法应用于给水、燃气等深埋非开挖金属管线的精确探测(图3)，均取得了良好的探测效果，大大提高了管线维护数据的准确度和精度。

图3 宝山区XX路新建电力管线探测成果

(4)采用自主开发的“地下管网综合信息管理系统”的数据编辑模块，解决小体量、零散管线维护数据入库、接边的难题

相较于已有地下管线数据，更新维护数据分布分散且数据量较小，更新数据的入库不可能采取整库更新的方式进行。通过采用自主开发的“地下管网综合信息管理系统”的数据编辑模块(如图4、图5所示)，通过在原有普查数据库和更新数据库中设置不可变更的共同明显点的方式，实现多批次、小体量零散管线数据的逻辑查错、数据整合、接边数据编号统一、数据库生成与更新、数据库导入导出等功能，确保管线维护数据按照全市统一适用的信息基础平台要求的数据格式及时入库。

图4 维护数据处理系统

图5 中心城区维护数据(红色线条)

(5)根据掘路执照开展管线维护的创新工作模式，解决管线维护工作中的沟通协调和高效全覆盖推进难题，大幅提升管线维护效率和跟踪测量比例

为了确保管线维护工作有序、高效、全覆盖推进，解决项目实施过程中60余家相关单位的沟通协调难题，项目利用上海市外环内完善的掘路许可制度，创新性地提出以掘路执照为抓手，通过与各区市政署提前沟通，建立了通畅了掘路执照获取渠道，及时掌握中心城区管线工程施工时间、地点等信息。借助现场巡视系统，确保在管线工程覆土前及时进行现场跟测，大大提高管线跟踪测量率，确保了管线数据精度。

5 工作成效

通过三年的数据维护工作，地下管线跟测率逐年提升。2016年，上海市中心城区共审批管线相关掘路执照 1 196个，其中886个执照实现了现场跟踪测量，跟测率74.08%，维护管线长度800余公里；2017年，中心城区管线相关掘路执照 1 260个，现场跟测 1 202个，跟测率提升至95.40%，维护管线长度 1 000余公里；2018年，中心城区管线相关掘路执照 1 569个，实时跟测 1 535个，跟测率高达97.83%，维护管线长度 1 000余公里，上海中心城区掘路执照跟测统计如表1所示。

上海中心城区掘路执照跟测统计 表1

跟测率的提升，不仅提升了地下管线数据精度，同时大大提升了地下管线数据的时效性。

6 结 论

上海市地下管线数据维护是国内首个特大城市中心城区的地下管线数据维护项目，三年时间共完成范围内 2 800余公里新增、变动管线的跟踪测量和数据入库工作。在整个数据维护工作过程中，通过工作前期各方组织协调、工作中采用各种方法进行管线跟测与探测、工作后期的数据接边与入库，保证了项目的顺利实施并取得了较好成果。

项目依托上海市中心城区完善健全的掘路审批制度、辅以现场巡视等手段，极大地提高了管线的跟测率，保证了地下管线维护数据的精度。

通过三年时间的探索，上海市已形成一套较为成熟的地下管线数据维护工作方法，通过实践取得了较好的工作成效。