城市地下管线测量与数据处理

赵振朋，张海龙

（阜阳市测绘院有限责任公司，安徽 阜阳 236000）

0 引言

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，担负着输送能量、传输信息及排泄废物的重要任务。它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。然而，我国城市地下管线资料管理一直比较薄弱，不少城市存在地下管线分布情况不明，管线档案资料不完整、不准确、不规范，城市建设施工缺少系统的管线档案资料可供查询利用，造成城市建设过程中管线事故频发。因此，建立完善的城市管线数据资料，全面、系统地掌握地下管线现状，才能更好地开发利用地下空间。

1 城市地下管线的测量

地下管线测量包括历史的和现状的地下管线测量。历史地下管线测量是由物探技术人员探测管线（点）的位置，测量技术人员采集管线点的三维坐标，然后由内业人员把外业人员采集的数据输入、建库、成图。在建管线的测量是在竣工覆土前，采用实测法进行竣工测量，然后由内业人员进行数据处理、成图、入库。

1．1 地下管线测量技术［1］

地下管线测量方法包括现状调绘和实地探测。

1．1．1 现状调绘

现状调绘采用实地调查与仪器探查相结合的形式。即通过对明显管线点的实地调查、对隐蔽管线点的探查、对疑难点位开挖来确定管线点的测量点位。通过调查，查明各种管线的敷设情况（管线在地面上的投影位置及埋深）、类别、材质、规格、载体特征、电缆根数、孔数及附属设施等，绘制探测草图（详细记录管线点的属性及管线的走向、连接关系等），并在地面上设置管线点标志。管线点宜设置在管线特征点在地面的投影位置上。管线特征点包括起讫点、交叉点、分支点、转折点、变材点、变坡点、变径点、上杆、下杆以及管线上的附属设施中心点等。

1．1．2 实地探测

地下管线探查的物探方法按场源分为：电磁法、直流电法（包括高密度电法）、磁法、弹性波法（浅反、波面）、红外辐射法等。地下管线探查前，应在探查区或邻近的已知管线上进行方法试验，确定仪器设备的有效性、精度和有关参数。不同的地下管线、不同的物理条件的地区，应分别进行方法试验。

1）金属管线和电缆的探测。探查金属管线和电缆应根据管线的类型、材质、管径、埋深、出露情况、地电环境等因素选择探测方法。（1）接头为高阻体的金属管线，宜采用频率较高的电磁感应法或夹钳法，亦可采用电磁波法，当探查区内铁磁干扰较小时，可采用磁场强度法或磁梯度法；（2）管径（相对埋深）较大的金属管道，宜采用直接法或电磁感应法，也可采用电磁波法或地震波法；（3）掩埋较深（相对管径）的金属管道，亦采用功率（或磁矩）大、频率低的直接法或电磁感应法；（4）电力电缆宜采用被动源法进行搜索，初步定位，然后以主动源法精确定位、定深，当电缆有出露端时，宜采用夹钳法；（5）电信电缆和照明电缆宜采用主动源电磁法，有调教时可施加断续发射信号。

2）非金属管道的探查。非金属管道的探查宜采用电磁波法或地震波法，亦可按下列原则进行选择：（1）有出入口的非金属管道，宜采用失踪电磁法。（2）钢筋混凝土管道，可采用磁偶极感应法，但需加大发射功率（或磁矩）、缩短收发距离（应注意场源影响）。（3）管径较大的非金属管道，宜采用电磁波法、地震波法。当具备接地条件时，可采用直流电阻率法（含高密度电阻率）。（4）热力管道或高温输油管道，宜采用主动源电磁法和红外辐射法。（5）在盲区探查管线时，应先采用主动源感应法及被动源法进行搜索，搜索方法有平行搜索法及圆形搜索法，发现异常后，宜采用主动源法进行搜索追踪、定位、测深。

1．2 地下管线探测的精度要求

隐蔽管线点的水平位置偏差△S和埋深△H应分别满足：△S≤0．1×h；△H≤0．15×h。 其中，h 为管线埋深。当h﹤100㎝时，按100 cm计。管线点相对于邻近控制点的测量点位误差不应大于5 cm，测量高程中误差不应大于2 cm。

1．3 地下管线探测的质量检查

地下管线探查的质量检查强调“预防为主，检验为辅”。检查内容包括［2］：作业过程检查、资料检查、精度检验。其中，外业作业过程检查的重点是：（1）探查范围和取舍标准的执行；（2）探查方法技术的使用；（3）管线点属性调查和管线点设置；（4）复杂管线探测和疑难问题的处理情况；（5）探查记录填写和探查草图或管线图绘制。

2 管线数据资料管理

2．1 管线数据类型

管线数据包括城市给水、排水、燃气、电力、电信、热力、工业等管线的空间数据和属性数据［3］。空间数据包括各类管线、管段、管件及地面设施的空间位置和形状信息。属性数据应包括管线点点号、平面坐标、类别及特征，管线材质、管径或横断面、管线连接关系、埋设年代、权属单位，地面、管顶或管底高程，电信电缆的管道孔数及已用孔数，电力线的电缆根数、电压及截面积，燃气管道的压力与埋设方式等特殊信息，有关图幅信息等。

2．2 管线数据的处理流程［4］

（1）数据输入或导入。由于外业探查或竣工测量的管线数据记录在《地下管线探查记录表》中，因此，在数据处理前，需要将其录入到相应的管线探查成果数据库中。

（2）数据检查。为确保录入到管线探查成果数据库中的数据与 《地下管线探查记录表》中的数据一致，在录入工作完成后，应人工对录入数据进行核对，并改正录入过程中的错误。在完成人工检查后，应采用检查软件对探查和测量的数据进行检查。检查内容包括：重点号检查，管线探查成果数据库与管线点测量成果库点号一致性检查，数据规范性检查，各属性内容合理性检查，重力排水管高程检查，管线点间距检查，管线间空间碰撞关系检查，管线拓扑关系检查，数据格式检查，数据库与图形文件一致性检查，数据数量检查，注记字体与大小检查，图廓整饬内容检查等。

（3）数据预处理。录入和检查工作完成后，用管线数据处理软件对数据进行预处理，生成管线图形文件、注记文件、管线线数据库、管线点数据库。

（4）图形编辑。将管线图形文件和注记文件输出成地下管线图，由探查人员根据草图检查管线点符号（测点性质）的正确性、管线连接关系的正确性、有无遗漏管线、管线性质的正确性、管线点坐标是否正确、管线属性是否正确以及相邻图幅、相邻测区的管线是否一致等内容，然后在管线图形文件上进行编辑和修改。

（5）数据输出与转换。将编辑好的管线图形文件输出到CAD平台下的管线图形文件，并确定输出的范围和管线种类。输出的高程表和管线成果表可以在不同的数据平台上进行数据格式的转换、编辑。

（6）数据更新。随着城市规模的不断扩大，城市地下管线建设和改造工作时刻都在进行。保证管线数据的动态更新，确保数据的完整性和现势性时是长期而重要的任务。

3 结语

为了满足城市地下空间开发设计和城市规划建设的需要，实现城市地下管网数据整合、数据更新和动态维护，我们有责任高标准、严要求地开展地下管线探查工作，不断摸索学习新的方法，总结经验教训，为城市建设和发展保驾护航。

［1］ CJJ61-2003，城市地下管线探测技术规程［S］．

［2］张正禄．地下管线探测和管网信息系统［M］．北京:测绘出版社，2007:124-127．

［3］雷林源．城市地下管线探测与测漏［M］．北京:冶金工业出版社，2003:176-177．

［4］田应中．地下管线网探测与信息管理［M］．北京:测绘出版社，1997:102-105．