给排水管线探测与测量的技术研究

文／傅巍 深圳市龙华排水有限公司 广东深圳 518000

引言：

城市给排水工程分为中水、排水和供水三个板块，高水平的给排水工程及科学的给排水管线探测与测量能够保障城市发展设计。然而，我国很多城市存在着大量的地下给排水管线信息不完整的现象，这直接影响到建设数字管理平台、管线动态水力学模型等方面的工作，从而提高了城市给排水系统的运行、维护管理的成本。所以，在城市中进行给排水管线的数据完善，推广“内外业结合、动态修补”的运行方式，建设城市给排水GIS 信息平台，将为城市发展带来巨大的经济和社会效益。

1、给排水管线探测与测量在管理中的必要性

我国由于地下排水管线管理滞后，导致地下管线安全事故发生频繁，因此我国开始对地下排水管线的管理工作给予重视，并多次强调各个城市应该做好地下管线的管理工作，并明确指出了各个城市应该对自己城市的地下管线进行排査。地下给排水管线的探测与测量可以为管线的管理提供完整的地下管线分布信息，使其规划、建设、管理、维护，逐步走向定量化、科学化、自动化。

2、工程概况

深圳市水务（集团）有限公司于2018年实施了前海片区市政路段的给排水管线探测与测量项目，该项目坐落在深圳市南山区前海，月亮湾大街东侧，西临大海，南临创新一大街；测区内地形起伏不大，但在测区内有大量的施工区，渣土车、拖车等车辆；此外，前湾一段和听海路都有地下管廊，污水也比较多，对项目实施造成了一定的困难。本项目2018年3月21日开始进行现场探测与测量，7月5日完成外业工作。

3、图根控制测量

本次探测工作区域的周边具有等级控制点，分别为Ⅱ2-1565、I1037、I2-885、I2-911、Ⅱ2-1821、I1038。

这些控制点均为深圳市规划和国土资源委员会作，且成果属于深圳独立坐标系、1956年黄海高程系。在实地勘察之后发现这些控制点为保存完好，点号十分清晰，肉眼可见。

根据项目的技术要求和工程商议结果，决定采取天宝R4-mode13 型GPS 接收机（编号：5320436977，标称精度：3mm+0．5ppm）器械，并使用“SZCORS”系统，选取校正点位为Ⅱ2-1565、I1037、I2-885、I2-911、Ⅱ2-1821 等五个控制点，随后计算坐标的具体转换参数。控制点校正的残差如表1内容所示。

表1 点校正残差统计

在点位校正和检核点检查之后，采取网络RTK 技术来实施图根测量与控制工作，对每个控制点实施独立、两次观测工作，以平均值作为图根控制点最终的测量成果[1]。本工程共设置11 个图根控制点，标志点利用钢钉进行标致，标志点的名称为A1、A2 ～A11。在RTK 测量完毕后，采取拓普康全站仪（型号：ES-602G,仪器编号：FH0528）检查图根的具体控制点，具体情况如表2所示。

表2 图根控制点边长检测

随后检测全站仪的一个水平角和图根控制点观测数据的较差，具体结果如表3和表4所示。

表3 图根控制点角度检测结果

表4 图根控制点高程检测结果

在上述检测完毕后，数据表示各项精度都满足规范要求，本次检测成果具备高度可靠性。

4、管线探测与测量

4．1 探查管线种类与取舍标准

如表5所示。

表5 管线探查的种类与取舍标准

4．2 各种地下管线实地调查属性项目

如表6所示。

表6 各种地下管线实地调查属性项目

4．3 地下管线探测的主要技术指标

（1）管道埋设的测量精度：在平面定位和深度测量中，测量误差不能超过0．05h，也不能超过0．075h。

（2）管道显点埋深测量的精确度：量测中误差不应大于25mm。

（3）管道点的测量准确度：相对于临近控制点平面测量中误差Ms 不得大于±5cm，相对于临近控制点高程测量中误差Mh 不得大于±3cm[2]。

（4）管道规格（管径、方沟截面）的量测限差为±5cm。

4．4 调查明显点

对地表明显的管道和设备（检修井，检查井，阀门、消防栓）等进行详细的调查、记录和测量[3]。现场勘察，确定管道类型、管径、材质、埋深、走向、管线的连接性等。利用测量棒测量深度的方法对显著点进行测量，测量深度的测量采用二次测量的平均值。

4．5 检查隐蔽点

本次工程的隐蔽点检测采用英国制造RD-8000/T10（序号：01/TX2568L1-V03INT/0)，其检测范围为≤4m的管道。

（1）如果是单一的埋置，采用极大值定位，定深采用直读法；对于管块埋设方式的，采用“等效差值”法进行定位、定深[4]。

（2）管道探伤，其材料为金属材料，在管道位置较显眼且具有接地性的部位，均采用直接法8KHz 的方法进行检测，无接地情况下，采用感应法探测。

4．6 设置管线点的标志

各管道点在地面上都做了醒目的标识，标识设在管道点和设备的中间，并用英文的大写字母和管道的流水号表示；（例如，J1、J是管道类型编码，1是管道节点流水编号），并且在相同的项目中是独一无二的。现场不容易标注的管线，在邻近的位置上标注与周围固定的地物的位置和距离，并进行现场栓点。

4．7 管线的测量

本次测量管线利用拓普康全站仪（EES-602G，设备编号：FH0528)，在图的基础上设置了一个站点，并对其进行了定位。采用水平角和垂直角度半测量，测量管道的最大长度不超过150m。

4．8 编辑管线图

通过“易管网”系统二次开发的“地下综合管网”，将全站仪采集到的数据输入到电脑中，通过人工录入管道点外业管道探查数据，并以管道数据为基础，建立管道数据库。经过数据的转化，得到了1:500 的地下管线图，并绘制在最新的数字地图上。管道图样的符号和色彩是按照《细则》的要求进行的。随后利用管线数据库自动生成管线成果表，使用Excel 表格制作，制作完毕后打印纸质版，根据管线种类自动装订成册保留。

5、工程探测质量检查

本项目检查验收采取二次检查、初审、外业检查、内业检查、计算机程序检查，100%检查图面注记、连线和图廓修整，100%检查文字、线条和符号是否达到技术规范要求。现场对比，隐蔽点重复测量，重复探井和钎探；对全站仪设站点进行反复检测。按照《细则》，对此次探测的管道成果进行了计算，其准确度如表7和表8所示。

表7 重复探查检查精度统计表

表8 重复测量检查精度统计表

6、探测管线过程注意事项

（1）本次工程中的中水1ZS354-2ZS2613 为过河管线，且根据现场的实际勘察与设计图纸分析，可能会存在一定的误差。

（2）管线图中给水2J1306-1J370 也是过河管线，也会在现场勘察和图纸设计期间存在一定的误差。

（3）本次工程探测范围内污水和雨水渗入区域较深，且都存在严重的淤堵，在探测期间工作人员使用L 尺进行勾测，在部分检查中发现井内存在井室，导致实际的探测结果和实地管线的情况会存在一定差异[5]。

（4）本次探测区域内施工部分较多，很多管线可能会存在主管道不够连续、出口无法被找到等问题。如本次W6960 位置正处于道路绿化改造工程区域中，向南部行进区域所有的井盖都被工程所掩埋。

（5）不同区域和不同路段中，会因为介质电磁波的不同，导致最终管线的判定深度存在一定的误差；且由于该项目目前所采取的设备和技术限制因素，对于隐蔽点超出2．5m 以上的管线而言，给定的平面和埋深位置可能会存在一定的误差。且对于费进水管线没有明显埋设点区域、或者是埋设深度较大的区域进行个别钎探管线，只能够依据现场实际情况找到其平面与埋深的具体位置。因此本次工程建议在使用本管线的资料实施工程勘察和设计工作期间，需参考当地管线的设计图纸和竣工图纸，在施工时最好利用人工开挖探槽，如果发现存在不明地下管道或者是遗漏未测的管道需及时上报公司，防止破坏地下管线结构和材料。

（6）本次测量需要严格执行公司内职业健康安全运行规程和环境安全运行规程，在本次工程实施后，至今没有出现过任何安全事故，对于环境也没有造成任何的负面影响。

7、加强地下给排水管线的数字化管理

7．1 完成给排水管线野外采集标准与附属设施的GIS数据标准

我国城市给排水GIS 系统能实现对地下给排水管线信息进行数据编辑、数据处理与存储管理、图形显示、空间查询与分析等，通过对各方面进行了深入的探索与应用，并在此基础上编制了GIS 数据入库标准。

7．2 带动城市地下管线探测技术的应用与发展

随着地下管线信息化建设的不断深入，管线运行监测信息越来越受到人们的重视，管道泄漏探测、腐蚀检测与评价等地下管线安全与健康检测技术的应用相对日益活跃，为地下管线维护决策提供了有益信息，为保证地下管线运行安全、促进地下管线变被动为主动管理发挥了重要作用。及时准确的管线数据为监测技术的应用提供了有效的数据支撑，丰富城市地下管线管理信息化的内容。

7．3 为数字城市、智慧城市建设奠定了坚实的技术和数据基础

城市给排水系统的信息化建设是建设数字城市、智慧城市的重要基础。在智慧城市建设期间，需要结合精准的管线数据与物联网技术，以可靠、真实的信息数据来建设科学化的数字城市，且在此期间所包含的多种信息服务手段，为地下管线的布置提供科学管理。

结语：

综上所述，本文根据实际工程案例，结合管线探测流程、质量要求，为相关工程的给排水管线探测与测量提供一些思路，希望本文研究能够对同类工程施工与管线探测提供一定的客观性意见与建议，促进管线有效管理的优化与创新。