淮南市地下綜合管線普查與應(yīng)用

楊維超

（安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽 合肥230000）

0 引言

城市地下管網(wǎng)是保障人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，擔(dān)負(fù)著城市生產(chǎn)與生活所需的物料輸送以及信息傳輸，地下管線關(guān)系到城市的整體運行、經(jīng)濟發(fā)展以及居民的生活。 隨著城市建設(shè)與發(fā)展的更新?lián)Q代，新區(qū)與舊城的交替，新舊管線的改造與鋪設(shè)，地下管線日趨復(fù)雜［1－2］。 淮南市處于安徽省境內(nèi)，市區(qū)面積較大，地下管線較分散、復(fù)雜。 由于建市時間較長加之市內(nèi)包括大量煤炭、化工、電力等生產(chǎn)企業(yè)，前期地下管線缺乏統(tǒng)一管理，給城市地下管線的管理工作帶來了較大的難度［3］。 同時，由于地下管線探明不清和城市的快速發(fā)展，導(dǎo)致城區(qū)時常發(fā)生大雨內(nèi)澇、管路泄漏爆炸、管線破壞導(dǎo)致路面和房屋塌陷等事件，嚴(yán)重威脅著人民群眾生命財產(chǎn)安全和城市運行秩序［4－5］。 在城市規(guī)劃管理工作中，地下管線情況將嚴(yán)重影響地面建設(shè)設(shè)計和施工［6］，因此，急需對淮南市地下綜合管線情況進行普查。

1 工程概況

淮南市位于安徽省中北部、淮河南岸，主要以煤炭，電力等為龍頭的老工業(yè)城市。 淮南市地下管線錯綜復(fù)雜，隨著新老城區(qū)的發(fā)展，地下管線與地面建設(shè)之間的問題越來越明顯，因此，急需了解淮南市地下綜合管線情況。 淮南市地下綜合管線普查范圍包括大通區(qū)、謝家集區(qū)、八公山區(qū)、山南新區(qū)、鳳臺工業(yè)園、淮南經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)以及東西部第二通道，面積約為56.5 km2，管線長度為2 548.83 km。 主干管線基本布設(shè)在市區(qū)主次干道的快車道、慢車道以及人行道上，新近埋設(shè)的管線多位于快車道下，其余管線則處在慢車道和人行道下。 市區(qū)地下管線十分密集，管網(wǎng)縱橫交錯，上下重疊，部分水、煤氣管線埋深較大，且煤氣、給水管線材質(zhì)大部分是PE、PVC，探測無信號。 此外，各種檢修井水位較高，給管線探查和測量工作增加了很大難度。

2 管線探測內(nèi)容與依據(jù)

2.1 管線探測內(nèi)容

地下管線探測主要包括：首先，收集已有資料并對現(xiàn)有地下管線進行調(diào)繪和現(xiàn)場勘探；然后，對儀器進行檢測，對探查方案進行驗證并編寫技術(shù)設(shè)計書；其次，對地下管線進行實地探測和測量；最后，建立地下管線數(shù)據(jù)庫，形成地下綜合管線圖，輸出和保存成果。 具體為：查明測區(qū)內(nèi)給水、燃?xì)猓?煤氣、天然氣等）、電力（供電、路燈、交通信號等）、通訊（中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、有線電視、電力通訊等）各種地下管線及管線附屬設(shè)施的平面位置、地面高程、埋深、走向、材質(zhì)、規(guī)格、條數(shù)、電壓、性質(zhì)等信息；測量地下管線點的坐標(biāo)及高程；編寫數(shù)據(jù)報告并輸出各種成果資料及為地下管線信息管理系統(tǒng)提供合格的數(shù)據(jù)。

本測區(qū)在D 級GPS 點的基礎(chǔ)上（1980 西安坐標(biāo)系，中央子午線117°，3°帶成果，2012 年2 月份施測）共布設(shè)636 個RTK 圖根控制點，圖根高程采用水準(zhǔn)高程：管線點高程采用三角高程，共收測管線點99 714 個，管線長度2 548.83 km。

2.2 管線探測依據(jù)

根據(jù)《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》《城市測量規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)，控制測量采用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)為國家西安80 坐標(biāo)系，1985 國家高程基準(zhǔn)，地形圖等高距為1 m。 綜合管線成果的背景圖為1 ∶1000的電子圖，經(jīng)與實地比對，地形圖精度符合《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》 的要求。 從現(xiàn)有資料可知，通訊、電力、燃?xì)夤疚刺峁┱{(diào)繪圖，熱力公司提供的資料齊全。 從現(xiàn)場踏勘及探測情況看，部分道路管線調(diào)繪資料位置較準(zhǔn)確，個別路段管線資料僅為示意繪制，與實地相差比較大。 此外，個別管線分支無資料，且存在連接關(guān)系錯誤等，新改造路段基本無新改造管線資料。 由于權(quán)屬單位提供的資料不全，權(quán)屬單位必須派人現(xiàn)場指認(rèn)。

3 管線圖繪制工藝流程

數(shù)據(jù)處理主要使用華東冶金自主開發(fā)基于CAD 平臺的《普查之星2013 地下管線智能成圖系統(tǒng)》，該系統(tǒng)可對實測采集的數(shù)據(jù)進行整理，并能輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式。 該處理軟件經(jīng)二次開發(fā)，有功能強大、操作方便、界面友好、易學(xué)易用、接口靈活的優(yōu)點。 內(nèi)業(yè)工作流程需要保證工序順利銜接，提高質(zhì)量與效率。 內(nèi)業(yè)工作流程如圖1 所示。

圖1 業(yè)內(nèi)工作流程圖

4 主要技術(shù)方法

4.1 管線圖編繪方法

管線圖主要繪制步驟如下：（1） 地下管線圖的編繪以地形圖作為背景圖，采用華東冶金自主知識產(chǎn)權(quán)的《普查之星2013 地下管線智能成圖系統(tǒng)》，在AutoCAD 2004 平臺上完成，主要工作為：數(shù)據(jù)錄入與導(dǎo)入、管線自動成圖和圖庫聯(lián)動修改，保證編繪工作的效率和質(zhì)量；（2） 將《地下管線探測記錄表》輸入到計算機中， 確保與外業(yè)數(shù)據(jù)無誤后， 進行100%邏輯檢查，邏輯檢查中發(fā)現(xiàn)錯誤的，必須進行核對并修改，確認(rèn)無誤后方可入庫；（3）將地下管線點測量的坐標(biāo)數(shù)據(jù)也導(dǎo)入到《普查之星2013 地下管線智能成圖系統(tǒng)》中；（4）根據(jù)探查屬性信息和測量空間信息自動生成管線圖，疊加到地形圖后，將管線圖交外業(yè)檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤的即時改正。

4.2 管線圖編繪成果輸出

在管線資料數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，利用軟件的管線成圖功能形成初步管線草圖，對管線的分布和關(guān)系進行核實檢查。 外業(yè)檢查和數(shù)據(jù)核對無誤差時，生成正式的地下管線總圖。 主要步驟為：第一步，以1∶500 比例尺地形圖進行圖層合并；第二步，把管線總圖進行分幅，以數(shù)字地形圖作為背景地圖導(dǎo)入疊加管線分幅圖，進行圖上點號編輯、綜合管線標(biāo)注和扯旗標(biāo)注，生成綜合管線圖。

5 成果與應(yīng)用

5.1 質(zhì)量保證措施

5.1.1 質(zhì)量管理對策

為了杜絕工程質(zhì)量事故，實現(xiàn)顧客質(zhì)量投訴率為零，因此圍繞以上總體質(zhì)量目標(biāo)，建立了質(zhì)量保證體系，執(zhí)行《質(zhì)量手冊》和相關(guān)程序文件。 針對每一個過程需要開展的質(zhì)量活動，普查過程中確定并采取了有效的控制措施和方法，如表1 所示。

表1 質(zhì)量管理措施

5.1.2 質(zhì)量控制的實施

質(zhì)量控制實施主要過程如下：

（1）普查人員培訓(xùn)：探查工作開始前制定工作計劃、探測方案與施工細(xì)則；對參加的工程人員進行了嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，組織學(xué)習(xí)與本工程有關(guān)各類技術(shù)文件；在施工前統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)規(guī)范。

（2）儀器管理：通過對試驗工作區(qū)物探儀器一致性校驗，確定了普查工程探測技術(shù)及有關(guān)工作參數(shù)，確保管線探測儀正常使用，并請專門機構(gòu)對所投入的測量儀器進行了專業(yè)鑒定。 在外業(yè)施工期間，作業(yè)人員對其使用的儀器設(shè)備進行經(jīng)常性的檢查和維護，使儀器處于正常的工作狀態(tài)。

（3）資料分析：施工前收集對本次管線普查有關(guān)的各種資料（調(diào)繪資料、控制資料、地形圖件等），并對其進行逐項的必要分析，確定該批資料的可利用程度。

（4）流程控制：施工前制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁鞒蹋鞔_各工序間的銜接和分工責(zé)任；每道工序的成果經(jīng)檢查合格后，方可交付下一道工序使用，杜絕不合格產(chǎn)品繼續(xù)使用。

（5）質(zhì)量檢查：嚴(yán)格執(zhí)行三級檢查制度，即各臺組在施工過程中嚴(yán)格自檢、互檢，確保所出成果質(zhì)量。

5.2 質(zhì)量檢查

為了確保工程質(zhì)量，本次普查工程嚴(yán)格執(zhí)行《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》等規(guī)定，認(rèn)真進行三級物探檢查，探查結(jié)果如表2 所示。

5.3 應(yīng)用結(jié)果與評價

抽查的各類原始記錄、探查工作草圖及圖幅接邊等情況表明，該工作流程能反映管線實際賦存狀況，最終的普查結(jié)果基本符合《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》 要求。 隨機抽樣檢查工作量按照《淮南市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》和監(jiān)理的要求進行。結(jié)果表明：總檢查量大于5%，并抽取了60%的原始記錄進行檢查；100%的工作草圖進行實地核對，接邊圖幅全部在實地進行接邊探測檢查和100%的機助草圖與工作草圖核對。 主要應(yīng)用與探查結(jié)果如下：

表2 三級檢查內(nèi)容和工作量分配統(tǒng)計表

（1）主要應(yīng)用精度統(tǒng)計。 明顯點重復(fù)量測檢查：明顯點總數(shù)6 1937 個，檢查點3 211 個，占明顯點總數(shù)的5.2%，中誤差2.04 cm，合格率99.31%。隱蔽點重復(fù)探測檢查結(jié)果為：隱藏點總數(shù)37 777個，檢查點2 006 個，占隱藏點總數(shù)的5.3%；平面定位中誤差3.11 cm，限差13.09 cm；測深中誤差5.08 cm，限差23.64 cm，合格率99.26%。

（2）應(yīng)用測量結(jié)果。 在測量施工結(jié)束后，各小組首先進行自檢，自檢結(jié)果經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人員檢查合格后，各小組再進行交叉互檢。 互檢結(jié)果經(jīng)審核合格后由項目部組織、項目經(jīng)理負(fù)責(zé)、測量技術(shù)員負(fù)責(zé)具體實施進行項目部檢查。 按照分布均勻、選擇合理的原則，對精度較差的控制點進行二次重點篩查，各項檢查設(shè)站比例均不低于5%。

平面測量檢查：測區(qū)內(nèi)共布設(shè)RTK 控制點636個，采用全站儀重復(fù)抽樣檢查47 個點位，檢查比例占總數(shù)的7.4%，檢查點位平面誤差為1.8 cm，高程誤差為1.4 cm。 管線點重復(fù)檢查：管線點重復(fù)測量檢查量5 401 個，總點數(shù)99 714 個，檢查比例為5.41%。 經(jīng)計算得：點位平面中誤差：Ms±2.32 cm；高程中誤差：Mh±1.44 cm。 管線點重復(fù)設(shè)站檢查點位中誤差小于Ms±5 cm，高程中誤差小于Mh±3 cm。

（3）質(zhì)量評價與問題處理措施。 部分給水，大部分燃?xì)釶E、PVC 管屬于非金屬管線，電磁法無法準(zhǔn)確定位定深，因此根據(jù)主要調(diào)繪資料，局部地區(qū)采用釬探或開挖方法重點驗證。 另有部分路段發(fā)現(xiàn)燃?xì)鈽?biāo)示牌，但無探測信號及調(diào)繪資料，現(xiàn)場無明顯點或有明顯點（孤點） 無法推斷出走向。 數(shù)據(jù)庫檢查有個別超長點，主要原因為非開挖管線，埋深較大，處于土 堆 施 工 區(qū) 中 （ 圖 幅 號07. 25 － 01. 00， 點 號js028235）不能準(zhǔn)確探測中間線段的深度和平面位置，因此出現(xiàn)管線點超長現(xiàn)象（圖2）。 本測區(qū)部分電力井、信息井井內(nèi)積水嚴(yán)重，給水分支閥門及燃?xì)饽疅o法直接量測，埋深采用管線儀探測。 本測區(qū)存在部分井蓋被封死、占壓等情況，無法直接量測，因此需要根據(jù)前后及周邊管線情況推斷。 本測區(qū)部分管線段由于信號較差，現(xiàn)有的探測設(shè)備及探測技術(shù)有限，無法探測。 市政府北側(cè)和悅大街下穿橋附近有雨水水井，井深較深，未能探明管徑與方向（圖 幅 號 07. 25 － 01. 00， 點 號 ys028955， 點 號ys058943，可能為雨水主管，與北側(cè)泵站相連）。 對重要路段進行機械化開挖時，應(yīng)在本次普查結(jié)果的基礎(chǔ)上再采取必要手段進一步詳細(xì)查證管線信息。

6 結(jié)論

隨著當(dāng)前社會的不斷進步和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市新老區(qū)域規(guī)劃建設(shè)的更新?lián)Q代，地下管線交接更替。 為了進一步確保城市地下管線資料的實用性、有效性、現(xiàn)實性等要求，加強各管線單位的綜合管理，需要在完整的管線信息系統(tǒng)管理基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)動態(tài)管理，為 “數(shù)字淮南” 的建立奠定堅實的基礎(chǔ)。 淮南市地下綜合管線普查工程作業(yè)達到《城市測量規(guī)范》和《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》的要求，測區(qū)內(nèi)各項指標(biāo)的統(tǒng)計精度均符合規(guī)定要求，探測結(jié)果的數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠性強。 淮南市在地下管線普查工作中總結(jié)的探測技術(shù)方法及經(jīng)驗，可為后期進一步開展淮南市其他區(qū)域管線普查提供有益借鑒。

圖2 淮南市綜合地下管線總圖