城市地下管线普查探测的质量检验探讨

城市地下管线普查探测的质量检验探讨

崔文涛1 李雪明2

浙江远望土地勘测规划设计有限公司，浙江省杭州市310000

摘要：地下管线是城市的重要基础设施,承载着物质、 能量和信息的传输功能,是城市的生命线。 随着国 家海绵城市建设的推进,地下管线的重要性进一步 凸显。 为了查清管线成果现状,各地开展了城市地 下管线普查工程,管线测量成果的控制与质量评价 就显得尤其重要。

关键词：地下管线；探测；管理技术

引言

管线测量采用测量仪器和实地调查相结合的 方式,探明线路走向、位置和属性等特征信息。 地下管线主要包括电力、电信、给水、排水、燃气、热 力、工业管线、综合管廊及其他管线。 管线测量成 果质量检验参数包括控制测量精度、管线图质量 和资料质量。

1.城市地下管线探测的方式和原理

在对城市地下管线进行探测的过程中，其主要原理是按照探测管线和周边介质间具有的十分明显的物理特性的明显差异，准确判断地下管线的位置。现如今，在开展城市地下管线探测时，可以使用的探测方式包含了：电磁波法、电磁法、地震波法等各种方法。而电磁法是管道探测中最为常见的应用方式，其主要是因为这项技术相对来讲较为成熟，并且检测的准确性较高，在开展地下管线工作中可以获得良好的效果。电磁法的原理用于分析地下管线检测，即为添加一个交变电磁信号在地下金属管线上，金属管线大地间将形成一个回路，金属管道的聚集效应将形成交流电，并由仪器在地面上实现线路电流形成的交流电磁信号，最后准确确定地下管线的位置。

地下管线是城市的重要基础设施，承载着物质、能量和信息的传输功能，是城市的生命线。随着国家海绵城市建设的推进，地下管线的重要性进一步凸显。为了查清管线成果现状，各地开展了城市地下管线普查工程，管线测量成果的控制与质量评价就显得尤其重要。当前，对管线测量成果的检验主要有《测绘成果质量检查与验收》和《管线测量成果质量检验技术规程》两个规范[9-10]，对于用不同质量检验标准造成的差异有多大，用哪个规范进行评价更符合实际，现行的规范是否满足管线测量成果质量评价需求，尚未有相关研究。本文基于对管线测量成果的分析，对以上两个评价规范进行了研究，提出了更加优化的质量评价方案。

2.管线测量质量要求

2.1控制测量精度

控制测量包括测区整体控制测量和图根控制测量。对于较大面积的测量，需要对整个测区布设统一的控制网，平面控制网通常采用平面卫星定位技术，高程采用水准测量的方式进行，对平面和高程控制网进行整体平差，相应的精度应满足不同等级规定的技术指标。图根控制一般采用RTK图根测量、图根导线、极坐标法等，在《工程测量规范》中，管线测量图根精度点位中误差不应大于5cm，高程测量中误差不应大于2cm。

2.2管线图数学精度

管线图数学精度包括明显管线点和隐蔽管线点两类，这两类点的埋深精度要求不一样，精度测量方法主要有RTK法、极坐标法和物探法等。一般要求管线点相对于邻近控制点的平面位置中误差不大于5cm、高程测量中误差不大于3cm，与邻近地物的相对位置中误差不大于图上的0.5mm。明显管线点埋深量测限差为5cm，隐蔽管线点探查平面位置限差为0.10h，埋深限差为0.15h。

2.3管线图地理精度

管线调查主要包括在地面设置管线点标志，调查管线的类型、空间位置、走向特征、规格、材质、压力、使用情况、附属设施信息、权属单位等，并结合管线测量文件，以管线点、线、面、注记等组成的管线图和空间关系数据库管理数据综合表达。管线图地理精度就是管线图上所表示的内容与实际情况相对应的准确程度，检查内容包括实地巡查管线成果的完整性、管线走向的正确性、管线点设置的合理性、管线信息的正确性、关联成果的一致性等。

3.主要质量问题及分析

3.1数学精度超限

3.1.1控制测量精度

超限管线测量控制网应该覆盖整个测区，如测区较大，控制网未全面覆盖，容易造成未覆盖区的精度整体偏低，甚至出现精度超限现象。通常较大测区可采用静态卫星定位进行平面控制，通过水准测量的方式进行高程控制。普通的图根点可以采用RTK测量方式进行，对于CORS站信号不稳定区域，图根点精度容易造成精度超限，此时可在图根点上架设全站仪进行边长和坐标检核。

3.1.2管线点精度超限。

（1）管线点平面和高程精度超限

因管线测量对管线点的位置、高程都要求较高，容易发生数学精度超限现象。在CORS站信号较好的地方，如果直接采用RTK的方式进行测量，对于明显管线点一般都能满足精度要求;如果采用全站仪等其他方式进行测量，由于支站较多或观测距离较远，容易发生精度超限现象。（2）管线点埋深精度超限。在管线测量成果的实际检查中，埋深精度超限是成果质量不合格的重要因素。造成埋深精度超限的主要原因有:管线点埋深量测位置不正确，如排水管线未量测至管底;隐蔽管线点的探测方法和探测位置不正确，导致数据失真

3.2管线调查失真

（1）管线漏探测。管线测量的完整性直接决定了管线普查成果质量，在管线测量评判中，漏探测1条主要管线或漏探测2条次要管线，则单位成果质量为不合格。但对于何种管线为主要管线，生产规范和质检规范都未进行明确的定义，在实际检查中，首先核查合同和设计有无相关明确定义。若有，则按合同或设计执行;若无，则根据实际成果应用决定，如给排水管线管径大小作为衡量主要管线的重要参考指标。（2）管线属性错漏。管线属性调查是查清管线的类型、埋设方式、埋深、规格、材质、特征点、附属物、权属单位、使用情况等信息。管线属性调查测量常见的问题为:管线类型表示不正确，如雨水和污水混用;管线材质表示不正确;管块尺寸未按要求、未按最大断面尺寸量测;管段流向失真，如管段流向与管径变化、井底高程变化矛盾、管线对流或逆流。（3）管线数据库错误。管线数据相关属性和位置信息最终是用管线表或管线库的形式予以表达。管线数据库测量常见的问题为:管线属性数据和图形数据间不一致;管线属性间关系矛盾;属性填写非法枚举值或存在异常数据;管线位置和属性不接边;管线要素重复、伪结点等拓扑一致性错误。

4.城市地下管线探测技术的发展和使用

4.1传统开井调查技术在地下管线发展中的应用

在上个世纪90年代之前，因为受发展水平、管理能力、专业团队数量等各种因素的影响，工程物探技术一直处在较低的发展阶段，为了获得城市地下管线信息数据，被迫采用已有的地下管线信息数据和开井地下管线调查来获取。

4.2城市地下管线空间开发中物探技术的应用

上个世纪20年代末，中国对于城市地下管线的需求不断增加，并且中国工程物探技术也获得了长足的发展。在我国城市地下管线的实际工程中物探技术的应用越来越广泛，变成了城市地下管线数据收集的主要技术。在后续的城市地下管线信息探测中，地表地震法、高精度磁场法、地表温度测量法等技术同样获得了良好的成果。由于中国幅员辽阔，地质条件复杂，差异较大，城市地下管线铺设方式各不相同，铺设深度也不相同，管线材质也具有差异性。通过对这些案例开展各种论证和研究，提出了具有针对性的措施。随着探仪器与技术的持续完善，电磁感应法已经变成了城市地下管线信息数据探测中最为便捷的方式，实现了早期传统定位到定位同时完成探测的转变和突破。

4.3内外产业综合检测技术在城市地下管线开发中的应用

20世纪90年代末，中国城市地下管线需求持续增加，信息化发展不断提高，特别是随着“数字全球”概念的提出，数字城市建设的脚步也在不断加快。在1996年广州市城市地下管线普查中，首次提出了提高施工效率、城市地下管网检测、数据库建设和数据信息处理、城市地下管网自动化测绘等要求。在内外产业的综合检测技术中，城市地下管网检测的根本方法为物探技术，获取城市地下管网数据和信息的主要方法是数字信息测绘技术。在城市地下管网建设中，发展和推广了内外行业一体化检测技术。首先，城市地下管网物探技术与设备也在不断提高与完善，技术含量也越来越高；其次，数字化信息制图逐渐获得普及，施工效率也在不断提升，智能化与信息化的程度逐渐增加；最后，GPS(RTK)和GIS技术的应用逐渐深入，地理空间信息收集的效率和能力也在不断增强。

5.质量评价分析

5.1标准分析

《测绘成果质量检查与验收》和《管线测量成果质量检验技术规程》对管线测量成果的评价区别主要在于质量元素的权重分配、质量子元素的检查内容和权重这两方面。（1）质量元素权重分析。两个规范对管线测量成果的质量元素检查内容一致，差异在于权重分配不一致。从标准制定的背景来分析，《测绘成果质量检查与验收》于2009年颁布实施，当时CORS系统在国内还没有大范围使用，布设控制网具有较大的工作量和一定的技术难度，控制网质量直接决定了管线成果质量，因此，在管线控制测量成果中权重较高，赋予0.40的权重。《管线测量成果质量检验技术规程》于2014年颁布实施，当时CORS技术已经在全国大范围使用，布设控制网已经相对简单，管线图根控制测量在很多区域可以利用当地CORS系统直接用RTK方式予以布设，因此，对控制测量精度的权重予以降低，赋予0.20的权重，相应的，对管线图质量予以加大权重，赋予0.70的权重。（2）质量子元素和检查项分析。两个规范相比，首先，《管线测量成果质量检验技术规程》在管线图质量方面增加了逻辑一致性这个质量子元素，这个子元素主要是在管线成果建立数据库时应用较多，入库则要涉及格式一致性、概念一致性、拓扑一致性的检查。其次，《管线测量成果质量检验技术规程》对质量子元素下面的检查项进一步赋予了权重，对各检查项的评定进行了细化评价。

5.2评价方案优化

综合分析当前管线测量的生产特点和质量检验已有规范，对管线测量成果检验时，采用控制测量精度、管线图质量、资料质量这3个质量元素进行评价是适宜的。但是对3个质量元素、质量子元素、检查项内容，以及各项权重的分配还需进一步探讨。（1）权重分布。当前管线测量用RTK布设图根点已成为常态，管线控制测量的难度相对降低，因此，控制测量精度的权重设置为0.20、管线图质量权重设置为0.70、资料质量权重设置为0.10，总体而言比较适宜。（2）权重层级。在管线测量成果实际检查中，采用质量元素、质量子元素、检查项3级权重设置的方式进行评定，往往会出现单位成果问题较多，却出现分数较高的现象，其原因为将质量问题归类到每个检查项，相当于问题稀释，因此管线测量成果不宜采用3级权重，采取质量元素、质量子元素两级权重设置评定较为合适。（3）质量问题判定。对质量问题等级严重程度的判定直接决定成果分数的高低，进而反映管线成果的质量等级。《测绘成果质量检查与验收》对错误性质的等级是按个数计算的，这种操作的优点为简便易行，缺点为对于复杂管线图要求过高，难以反映真实质量状况;《管线测量成果质量检验技术规程》对错误性质的等级是按比例计算的，这种评价方式较复杂，给质量评价造成较大工作量，且对简单图幅的要求过高，有可能一个不重要的错误就会出现比例超限造成成果不合格，优点是对复杂管线图能较好地反映质量情况。

结语

总之，因为社会经济的持续发展，在城市基础设施建设中，地下管线是极为关键的组成部分，在城市建设中起着非常重要的功能。然而，地下管线探测属于极为复杂的系统工作。只有创建完善的质量管理和保障系统，加强对数据质量的探测才能保证地下管线建设和管理的有序发展，从而有效提升探测数据结果的质量和效益。

参考文献

[1]屈春英.城市综合地下管线探测工程项目质量控制[D].济南:山东大学，2012.

[2]应成录，刘保生.地下管线普查工作的质量控制[J].测绘通报，2013(S2):256-258.

[3]陈法超，许兆刚.城市大规模管线普查项目的质量控制方法[J].城市勘测，2018(S1):25-28.