地下金属管线测量中的误差控制方法分析

如今规划区域的燃气工程、给排水工程、电气工程、通信电缆工程等需要用到地下金属管线布设的建设项目，都必须要严格控制地下金属管线的安装对位，只有这样才能够让整个的地下金属管线网络的稳定性得到有力保障。但由于地下金属管线在布设施工阶段会受到地形、仪器精度以及测量人员的技术水平影响，产生不可避免的施工误差，那么在地下金属管线工程竣工投产后，就会给整个项目工程带来严重的质量隐患问题，如燃气泄漏、电力损耗、通信中断等，十分不利于地下金属管线的后期维护保养。因此深入探究地下金属管线的测量误差问题，对于整体规划建设水平来说具有一定重要意义。

3)根据质子准直器的大小和位置，筛选出能穿过质子准直器的反冲质子，确定穿出质子准直器的反冲质子的能量和发射方向。

1 地下金属管线的种类与误差影响

地下金属管线是指根据规划建设区域划分，在地表以下布设安装的各类管道线路的总称。安装管线的使用用途，可以细分为三类：一是用于给水、排水、燃气、工业运输的介质管沟（回廊）；二是用于电信通信的弱电管线，其中双绞线作为主要的光电信号传输介质，外部以金属镀层管套与绝缘层共同构成保护层；三是能源管线，主要包括以高导电性的铝合金导线作为输电介质的电力能源管线工程。在这三大主要管线类别下，又可以进一步细分出雨水管、污水管、天然气管道、液化气管道等，而工业管线中则是指用于输送氧气、乙炔、石油、排渣、水导输送的砂土等的介质管道

。

在地下金属管线施工设计方案中，往往包含了关于地下管线网络每个不同工段的具体安装对位情况，如燃气工程使用的管线对法兰接口螺栓固定位置、螺扣圈数以及管道中段轴线的偏度等均有着严苛的施工验收标准。这是因为管线在埋设于地下时，需要长期受到腐殖土体、潮湿环境以及地上荷载应力的综合影响，若是在管线安装阶段存在测量误差，导致管线施工工段存在沟通不良的问题，那么地下金属管线在后续使用时，管线受到土体环境的浸蚀、锈蚀影响就会在管线对接部位被放大，最终导致管线局部破损，影响正常的介质输送或者能源、信息传输。且另一方面，用于燃气输送与工业材料输送的管线由于带有工作泵组，管线内部长期处于高压状态，一旦管线局部因策略误差导致出现锈蚀缝隙，那么将会酿成严重的质量事故

。所以说，在地下金属管线的布设施工中，必须要借助先进的测绘技术，来将管线的安装误差控制在最小程度，这样才能保障地下金属管线涉及的工程可以长期稳定地运行。

对城市绿地系统进行科学管理。城市绿化是城市现代化的重要基础设施之一，应确立生态环境在城市规划及管理中的首要地位，只有改变城市规划及管理理念，把绿地系统规划纳入城市总体规划之中，才能使生态绿地系统规划变被动为主动，使城市绿地布局趋于合理。

2 地下金属管线的测量步骤

2.1 地下管线的探查

一般测区采用RTK载波相位差分技术对地下金属管线进行测量时，需要在现场找到至少三处有效控制点，测线中分布的高程控制点越多，地下金属管线测量数据的拟合结果精度就越高，所以根据测区的地形地貌环境，适当增加控制控制点数量，可以较好地提高RTK测量仪器的测量精度。这种增加控制点的测量方案，相当于缩小收拢了控制网间距，可以最大程度控制RTK测量仪器信号接收带来的误差影响

。但增加的控制点，也应当遵循如下原则：一是控制点不存在与临近测点构成水平15°夹角以上的遮挡障碍物；二是新增的平面控制点也必须是同一时期、同一坐标系下的坐标点位；三是在测区控制点分布应当均匀覆盖整个测区，作业半径不应超过已知测点距离的三倍以上；四是新增控制点与已知测量坐标系上的轴线不能重合，否则会将坐标参量的误差进一步叠加，应当与坐标轴线存在一定偏角。

我沿着山势拾阶而上，岁月的痕迹与湖湘文化的积淀就林立在这山间，文庙、湘水校经堂、船山祠、濂溪祠、屈子祠等纷纷闯入我的眼帘，繁华荟萃的湖湘文化和层林尽染的山中风景让我应接不暇。濂溪一脉的理学自湘南至此发扬光大，随着湘江一起浩荡地流向大半个中国。工善其事、业精于勤的湖湘伟人站在历史巨浪的潮头，魏源在和林则徐彻夜长谈后伏案写下《海国图志》，让国人睁眼看世界；曾国藩从双峰老家带着几百家勇横扫中国，挽狂澜于既倒、扶大厦之将倾；熊希龄带着湘西人的赤诚和坚韧从凤凰来此求学，最后成了北洋政府国务总理，正所谓：此君一出天下暖。

地下管线测绘作业需要完全依照地下管线探查过程中形成的各类信息，以此为绘图参考，建立地下管线的测量控制网，以基准管线的标高为参照，绘制地下管线安装布设的多点联测的统一空间坐标系。而后是内业测绘作业，将上述所有信息进行整合分析，形成可以直观描述地下金属管线安装布局的测绘图纸

。图纸中需要详细注明以下信息，管线编号、管线孔径、护层位置、管线的空间位置坐标、管线的沟通联系走向、管线的安装误差情况、热伸缩补偿部位以及问题工段的部位描述。

2.2 地下管线的测绘

二是地下金属管线的设施测量，主要是将维护井中各个不同分段的管线埋设深度、管径、轴线偏度、水平度等安装信息进行记录。

3 控制地下金属管线测量误差的技术方法

3.1 地下金属管线测量误差产生的原因

应用与地下金属管线的测量技术产生误差的原因主要有如下方面：一是管线工程为了追求成本效益，采取了“边施工边测量”的作业工序，而管线埋设过程中涉及大量的挖方填方作业步骤，导致工地现场的控制点位不易保存，直接影响以基准管线或者基准点位为参照的测量控制网络失准。二是地下金属管线的施工周期较长，在不同分包工段的交叉搭接位置，容易出现测量口径不一的问题，如基准点对位失准经常会导致两个施工段的管线中轴线出现偏差问题，直接导致该段管线在单一一点剪切力较为集中，容易在后续使用中出现管线爆裂问题；三是已经埋土的管线工程由于并行管线与金属护层的存在，导致地质雷达的探测结果出现失真。四是RTK载波相位差分测量技术本身可能受到GPS测定卫星的误差影响，包括电离层的误差、对流层误差影响等。此外，在地下金属管线测量时，作业地点周边经常会出现通信基站、厂区、以及负荷潮等严重影响RTK探测精度的不利因素。

3.2 物探技术与探测测绘技术的综合应用

为了进一步提升地下金属管线工程的测量精度，可以考虑在实际测绘作业中，在原有的探查测绘技术基础上，加入物探技术的应用。就以某地的管线测量作业情况为例，如图1是物探技术利用已知管线进行寻查的原理图，该测区的普采对象是已经铺设完工的排水管（含雨水、污水以及合流管线）、燃气管线（煤气与天然气管线）以及电气管线（测区内的路灯、交通指挥信号灯的供电线路），测区大小为600＊400m，管线交叉部位向外探测50m。

首先将测区的WGS-84坐标值求出，并将其转换为2000国家大地坐标系（CGSS2000）,采用地心坐标系，有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新，测定高精度大地控制点三维坐标，并提高测图工作效率。坐标参数的转换分为两种情况，一是地下金属管线测区精度要求不高时，在天空可接收卫星数量大于四个时，可以直接以RTK测量仪器的手簿自动运算求得转换后的坐标参数。二是测区精度要求较高，应当以现场坐标控制的形式，采集多个可靠测点WGS-84坐标值后校正拟合出最优坐标参数。在每个测点向CSSS2000坐标系参数转换时，都会涉及到（DX/DY/DZ）三个坐标轴方向的水平位移量，在对三维坐标平移参数与长度比进行相关度拟合，在多个测点平移修正量之间选取左边转换参数变化较为均衡的数值作为坐标参数转换在该坐标轴上的修正系数。

一是管线走向的记录核实，对比工程竣工图纸与施工图纸，分析判断维护井附近的管线是否与设计的布线方向一致，是否在通道数量上与图纸描述相符，管线是否处于正常的压力、温度状态，并且要将管线走向错误，或者走向难以判断的工段进行记录上报。

由于当地测区中部分管线受到锈蚀作用影响，导致对低频电磁波存在抑制作用，因此部分管线的电磁物探结果显示管线对应部位存在电导通性较差的探测结果。所以为了进一步降低电磁感应物探技术的测量结果误差，在测量曲线上选择多处管线维护井窖作为测井，以井下探测测绘技术来辅助电磁物探校正测量结果。

在电磁感应探测作业阶段，由于部分管线埋入深度较大，导致深层管线接收电磁信号的效果不是很理想，所以必须要通过不断调整发射机的摆放角度，截取多个有效波形图进行比照分析。这种探测技术虽然会受到土质、深度的影响，但它在地下部位存在多处并行管线互相堆叠错排的工程部位，可以有效降低重叠管线导致的测量误差程度。用电磁法对地下金属管线进行精确定位时，由于并行管并不是完全紧密贴合在一起的，所以当观测到异常叠加时，可以依次对管线交叉部位进行定深，而后再分别推算出平行管线的不同平面与埋深。利用电磁感应探测技术来进行地下金属管线测量时，需要得到多次探测结果，剔除异常值后，取多次探测结果的中位数作为探测得到的管线深度值。

最终该地区的地下管线测量结果为如下：排水管线埋深为0.5m～1.75m范围之间，管径160mm大口径管，材质主要有铸铁管与混凝土浇筑管两种，支流管线埋深为1.5m，管径在50mm～110mm之间，全部为铸铁管材质。在测区的主要道路下呈单条或多条并行的走向进行排列；燃气套管公称直径为160mm，材质为无缝钢管，规格为D133X4.0，主管埋深较大，处于1.7m～2m之间；用于交通指挥和路灯照明的电力管线主要分布在测区道路的人行道两旁，埋深在1m～3m范围内，主要是以管块与管沟保护层的形式埋设的；热力套管的外径φ为114mm，主要的蒸汽管线分布在测区道路中央部位，以管沟的形式埋设。

4 地下金属管线RTK测量法的误差控制措施

4.1 坐标参数转换的修正

在测区内不小于50m

空旷场地选择一点作为探测基准点，以此为基准点构成闭合环测量曲线，而后采用电磁法物探技术分别对该已经埋设的管线部位进行感应探测

。由于电磁感应探测技术的结果精度会受到土质电导率的影响，所以在实际测量前，需要通过前期现场勘查，分析土体性质。经过勘查分析，该地的潮湿土质不存在含铁量较高的土层，探测效果较好，所以可以应用电磁物探技术对该区域内的地下金属管线进行测量。

4.2 增加控制点，缩短测线间距

地下金属管线的探查工作重点是已完工工段或已有建设工段的明显线点的测量作业，在技术人员开展地下管线探查作业时，需要首先将地下金属管线的布设路线中所有的维护井窖逐一打开，而后对管线工程的接线箱、入孔井、变压器等管线工程的附属施工、隐蔽施工部位进行测量。在地下金属管线的探查作业中，主要包含了如下两个方面的内容：

现代医院管理制度包括3个层面的逻辑架构[4]：宏观层面的政府治理机制、中观层面的法人治理机制和微观层面的医院内部管理制度。

4.3 强化观测检验效果

主要有两个方法可以在施测时对RTK测量仪器的误差进行校正检验，一是点检验比较法是指在整个地下金属管线测区内进行控制点布设时，每个控制点周边都用全站仪与静态GPS测出周边临近一点至控制点的水平距离，而后检验它们在读数上是否是一致性关系。若两组距离读数的差异非常小，且恒定不变，那么差值即为RTK测量控制网的误差修正值；但若两组距离上的读数差异较大，且在不同控制点方位上存在较大幅度变化，则说明该位置存在误差干扰。另一个方法是电台变频同步检测法，在测区内建立三个以上GPS基站，当对某一控制点进行施测时，同时在不同的基站处以不同频率发送位置修正报文，而后在RTK流动站多次调节变频开关接收两个基站的修正参数，得到多组修正的位置参数，经过调选比较，留下修正质量较高的一组后，对流动站的观测数据进行修正。

4.4 盲点补测

盲点是指在使用RTK测量技术时，由于流动站周边存在高压线塔、无线通信基站、无线广播电台等高功率发射源，或者报文数据信号的接收发送存在故障，导致测区内的施测精度受到严重影响。首先应当对RTK测量盲点现象的问题原因进行判明，若是由于通信数据链信号的接收不良，导致测区内误差较大，那么可以考虑在现场提升流动站天线以及基站天线的竖直架设高度，并以控制点检验法来动态检验测区盲点现象是否得到好转；若是由于周边高功率发射源干扰或者磁场干扰导致测区出现盲点，那么首先应当排查发射源地点，而后迁移基站与流动站至远离该干扰源的位置后，再次施测检验测区盲点问题是否得到解决；若是由于测定卫星的发射接收状况不理想，导致测区内误差不满足要求的，那么应当在已知盲点周围加设图根测点，便于用全站仪进行补测，同时应当将测区内所有已测点位重新进行检验校正，避免盲区精度失准导致整个测区地下金属管线的测量数据失真。

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5 结语

综上所述，在地下金属管线测量作业中，误差来源是多种多样的。首先在外部环境上，主要是管线所处位置在地表以下，施测点的设置与观测效果不理想造成的误差，以及管线并行叠加给传统地质雷达的探测结果带来干扰。而解决上述问题，需要在实际外业测量中注重改进探测技术，采用电磁感应物探技术来辅助维修井窖的井下探查测绘技术进行，从而提高整体管线测量作业的效率与精度。若是误差限差不符合工程测量需求，那么还需要进一步收拢测线，以缩小测点间距的方式合理控制管线的测量误差。

[1]吴楚怡,安聪．基于磁梯度法的地下深埋管线探测方法研究[J]．道桥与防洪,2021(08)：341-345+35-36．

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[3]白义培．地下金属管线综合测量与安全评估方法研究[J]．世界有色金属,2021(07)：141-142．

[4]黄锦秀．地下金属管线测量中的误差控制方法研究[J]．世界有色金属,2020(20)：119-120．