趙晉睿，蘇宗躍

(河北九華勘查測繪有限責(zé)任公司，河北保定071051)

一、引 言

城市地下管線資料作為地理信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，正隨著城市地下管線普查的逐步完成而完善，但數(shù)字城市、智慧城市對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需求更大。生活小區(qū)、廠礦機(jī)關(guān)、商場大廈等區(qū)域管線越來越受到重視，人們迫切地需要得到這些區(qū)域內(nèi)現(xiàn)勢性好、準(zhǔn)確的地下管線資料。

區(qū)域地下管線不同于城市地下綜合管線普查，有其特殊性，如:管線密度大、種類多、受干擾大、明顯點(diǎn)少、層疊現(xiàn)象嚴(yán)重、部分管線被建筑物占壓等。舊小區(qū)管線種類較少，探測可能性比較大;新的小區(qū)、尤其各類廠區(qū)管線種類多，管線連接復(fù)雜，一旦覆土，無法探測其所在位置、特征點(diǎn)和連接關(guān)系。因此無論專業(yè)管線施工隊(duì)還是區(qū)域所屬管理單位，必須在覆土前對在建區(qū)域的管線進(jìn)行竣工測量，以確保地下管線資料的準(zhǔn)確性;覆土后的管線探測為輔，僅做參考。

二、區(qū)域管線竣工測量的特點(diǎn)

地下管線竣工測量包括控制測量、地形圖檢測和修測、管線點(diǎn)測量、測量成果的檢查驗(yàn)收、綜合管線圖編繪、管線橫斷面圖編繪等。

區(qū)域管線施工一般以設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn)，各專業(yè)管線施工隊(duì)輪番施工，每次都要進(jìn)行地面開挖、鋪設(shè)管線、回填管線槽等工作，在工期緊張時(shí)，可能在不同地段同時(shí)開展2～3種管線的鋪設(shè)。在這樣的條件下進(jìn)行竣工測量，有如下特點(diǎn):

1)作業(yè)環(huán)境相對比較差。施工場地狹小，施工機(jī)具多;到處開挖，控制點(diǎn)不易保存;人流大，車輛多，施工干擾大，給探測工作和人身、儀器設(shè)備帶來諸多不便;在管線槽中直接測定管線特征點(diǎn)，棱鏡更加不容易被觀測到。

2)管線鋪設(shè)完成后馬上就要覆土?？⒐y量必須一次成功，現(xiàn)場復(fù)驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)正確，數(shù)據(jù)采集難度比較大。

3)變更多。由于管線附屬物、地下人防的施工變動，如井點(diǎn)位置、直徑的變動等，都導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙變更，可能占用其他管線的設(shè)計(jì)線路，調(diào)整的項(xiàng)目比較多。

4)并行管線極多。同類管線施工，經(jīng)常把多根管道合并到一個(gè)槽中，大型建筑物周邊，可能十多根并行，甚至有不同材質(zhì)的管道。

5)上下重疊。由于地方狹小，埋深淺的管線需要在下層管線上開挖并重疊鋪設(shè)。

6)工期緊?？赡苄枰B夜施工，開挖和覆土速度加快，夜晚施測難度、通訊難度加大。

三、竣工測量的實(shí)施

管線竣工測量一般采用全站儀進(jìn)行全解析數(shù)字化成圖，實(shí)施過程如圖1所示。

1.資料收集及檢核

主要收集起算數(shù)據(jù)、區(qū)域管線設(shè)計(jì)藍(lán)圖、部分建筑物設(shè)計(jì)圖和各專業(yè)管線施工隊(duì)的具體施工方案等資料。對于起算數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行檢核，尤其高程起算數(shù)據(jù)必須做到與地形數(shù)據(jù)統(tǒng)一;同時(shí)了解施工方案和設(shè)計(jì)，做好竣工測量的施工組織設(shè)計(jì)。

2.準(zhǔn)備及協(xié)調(diào)工作

根據(jù)工期及工作量，配備足夠的人員、設(shè)備，并保證儀器在檢核期內(nèi)。準(zhǔn)備工作完成后，及時(shí)向項(xiàng)目部匯報(bào)情況，協(xié)調(diào)各工種的工作，跟進(jìn)專業(yè)管線施工，正式開展竣工測量。

圖1 竣工測量的實(shí)施過程

3.控制測量

區(qū)域管線竣工測量場地狹小，一般的生活小區(qū)、廠區(qū)或校區(qū)等都在1 km2左右，可供選擇的區(qū)域很少，而且地面要被反復(fù)開挖、覆土，控制點(diǎn)極其不易保存。為方便工作，控制測量必須做到以下幾點(diǎn):

1)一級控制點(diǎn)布設(shè)及保存。一級控制點(diǎn)一般選擇低層建筑物的樓頂四角、樓間開放式通廊和樓前后平臺或門廊等不再動土的區(qū)域。以刻石或小鋼釘作為控制點(diǎn)標(biāo)示。所有竣工測量應(yīng)盡量采用一級控制點(diǎn)施測。

2)控制測量方法。采用導(dǎo)線法聯(lián)測一級控制點(diǎn)，同時(shí)聯(lián)測高程。可都采用假設(shè)坐標(biāo)系，也可與建筑物竣工控制測量網(wǎng)聯(lián)測。

3)圖根控制方法。一級控制點(diǎn)不能完全覆蓋整個(gè)區(qū)域，每次都作支導(dǎo)線也不現(xiàn)實(shí)。在一級控制點(diǎn)設(shè)站按照支導(dǎo)線精度精確測量各建筑物的一些特定點(diǎn)位，編號并記錄其三維坐標(biāo)，作為圖根導(dǎo)線點(diǎn)，也作為前方交匯的已知點(diǎn)。

4.外業(yè)數(shù)據(jù)采集

實(shí)施竣工測量必須緊跟專業(yè)管線施工隊(duì)，保證“隨鋪隨測”，杜絕事后補(bǔ)測、猜測。除在一級控制點(diǎn)設(shè)站采集外，應(yīng)主要通過自由設(shè)站與前方交匯相結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。點(diǎn)號采用流水號，特征碼體現(xiàn)管線類型及特征，如給水彎頭輸入“JSWT”。

外業(yè)管線測量的主要內(nèi)容有:交叉點(diǎn)、分支點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、變材點(diǎn)、變坡點(diǎn)、變徑點(diǎn)、上桿、下桿、入戶以及附屬設(shè)施等。附屬設(shè)施包括:各種窨井、電力配房、電力小室、煤氣站調(diào)壓室、交接箱等。

在外業(yè)采集的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)管徑、材質(zhì)、根數(shù)、管塊孔數(shù)和標(biāo)稱壓力等屬性與設(shè)計(jì)圖紙不同，要作好外業(yè)記錄。區(qū)域管線埋設(shè)的方式一般為直埋方式，其他方式較少。

5.內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

外業(yè)數(shù)據(jù)必須每天處理。內(nèi)業(yè)成圖和管線屬性數(shù)據(jù)錄入后，兩者結(jié)合進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)斷線、不合理交叉以及屬性不一致時(shí)，要及時(shí)處理。

(1)圖件的基本要求

管線特征點(diǎn)必須帶管線名稱重新編號，如“DX001”、“RL003”等，在相應(yīng)管線標(biāo)注管徑、根數(shù)、孔數(shù)等信息。一些特殊地段、管線密集區(qū)，需要進(jìn)行斷面顯示。

排水管道應(yīng)繪出污水處理構(gòu)筑物、水泵站、檢查井、出水口、化糞池等。檢查井應(yīng)注明中心坐標(biāo)、井底高程、井面高程;一些因避讓其他線路而改動的檢查井，如有必要需繪制剖面圖。

電力線路應(yīng)繪出總變電所、配電站、室內(nèi)外變電裝置、檢查井等，都應(yīng)注明線徑、電纜數(shù)、電壓，以及設(shè)備的基本型號、容量等。

通信線路應(yīng)繪出中繼站、交接箱、分線盒、人孔和手孔等。

(2)管線屬性數(shù)據(jù)庫要求

圖形和屬性數(shù)據(jù)入庫前，要制定數(shù)據(jù)規(guī)則，并建立圖形和屬性的動態(tài)關(guān)聯(lián)，分類、分層創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。通過拓?fù)?、連通性、流向、分壓及與設(shè)計(jì)圖的一致性等一系列檢查后，才能完成最終的數(shù)據(jù)庫。

6.特殊問題及處理

(1)電力管線測量

從路邊變壓器到小區(qū)配電房及一些特殊區(qū)段都是由大截面的銅芯電力電纜連接，極其不易打彎，一般都根據(jù)電纜的位置挖30～50 cm的弧形溝槽，隨走隨填，因此特征點(diǎn)不是很明確。針對這種鋪設(shè)方式，要提前協(xié)調(diào)并規(guī)劃好測站，采用速測法跟隨測量，盡量多采集弧形點(diǎn)，或在特殊位置且有明顯地上參照物處做好標(biāo)記，必要時(shí)配部分照片。

(2)夜間施工

一般工程工期都緊張，夜間施工是不可避免的。夜間施工需要注意以下幾點(diǎn):①首先要明確管線施工的基本走向，設(shè)計(jì)測站的位置，做好安全防范工作;②明確施工的順序，設(shè)計(jì)測站的擺設(shè)時(shí)間，如果兩頭開工，則需要加強(qiáng)測量儀器和人員。夜間施工時(shí)，盡量采用現(xiàn)場成圖，能直觀看到管線的完整性和準(zhǔn)確性，也能跟隨施工進(jìn)度。

(3)管線位置策劃及放樣

前一種管線竣工數(shù)據(jù)完成后，在其他管線施工時(shí)，必須以竣工資料為準(zhǔn)，通過放樣指導(dǎo)后續(xù)管線的施工。在管線變更后，要為后續(xù)管線策劃好新的鋪設(shè)位置和深度，尤其在電力、路燈、消防等施工時(shí)，必須注意已經(jīng)埋設(shè)的管線高程，必要時(shí)，采用人工開挖的方式進(jìn)行管溝施工，避免對已埋管線造成破壞。

(4)管底管頂高程問題

在日常管線普查中，排水管線要求探測管底。在竣工測量中，都是直接測量管外頂并標(biāo)注設(shè)計(jì)圖，方便管線策劃和放樣。管底高程都是通過管徑推算在內(nèi)業(yè)完成。一旦發(fā)現(xiàn)有倒流現(xiàn)象及時(shí)通報(bào)施工隊(duì)，查明原因。

(5)管線變更通報(bào)

對于設(shè)計(jì)圖上的管線變更，應(yīng)該及時(shí)上報(bào)業(yè)主或監(jiān)理單位，不能盲目避讓而導(dǎo)致其他管線無路可走。在管線策劃變線時(shí)，要從大局出發(fā)，不能只考慮周邊管線，盡量以“雨污水、給水、熱力、燃?xì)?、電力、通信”的順序施工，從三維方向考慮管線走向布置。

(6)附屬物的測量

在普查中，窨井、小型小室等附屬物都以“點(diǎn)”代替，在竣工測量中嚴(yán)禁以點(diǎn)帶面，必須把附屬物的地基測量完整，如窨井的底面高程、直徑和表面高程、直徑等，并將這些數(shù)據(jù)標(biāo)示到設(shè)計(jì)圖中，避免其他管線開挖鋪設(shè)時(shí)，損害附屬物。

7.管線管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)階段各種地下管線管理系統(tǒng)都比較成熟，可以整合區(qū)域內(nèi)的外部環(huán)境和地下管線等信息，與屬性信息關(guān)聯(lián)后，建立數(shù)字三維場景，實(shí)現(xiàn)三維視景效果的顯示和處理，實(shí)現(xiàn)三維空間信息查詢、檢索。在選擇好管理軟件后，按照系統(tǒng)要求對竣工成果進(jìn)行整理，完整填寫各屬性，入庫后可以生成詳細(xì)的地下管線資料，便于后期管理維護(hù)。

四、精度分析

從管線的現(xiàn)勢性來看，直接從管溝測量獲取的特征點(diǎn)無疑是準(zhǔn)確的，尤其剛性管道和管徑較大的pvc管道等，但是一些小管徑的柔性管線是不準(zhǔn)確的，如DN20的自來水管、部分通信線等，測定的位置與覆土后的位置可能會偏差，因此有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)會進(jìn)行階段覆土，即選取不影響接頭的地方先覆土保持管道穩(wěn)定，全部完工后再覆土，這種工法能夠保證管線位置的準(zhǔn)確。

部分管線點(diǎn)的較差見表1。

表1

檢查點(diǎn)通過當(dāng)天復(fù)測或后續(xù)管線鋪設(shè)開挖復(fù)查。除1號、6號和9號為附屬物中心點(diǎn)外，其他點(diǎn)位都非特征點(diǎn)，且點(diǎn)位不重合，采用圖解法獲得第一次的坐標(biāo)。從表1中可以看出，電力、通信等柔性管線偏差較大，有支架的熱力管道和埋深較大的雨污水管剛性管偏差小。

五、結(jié)束語

由于區(qū)域地下管線的特點(diǎn)，覆土后的探測難度大，且精度無法保證。只有嚴(yán)格實(shí)施管線竣工測量，才能從根本上解決多管線、大干擾的管線探測問題。在進(jìn)行竣工測量時(shí)，針對不同的管線，綜合考慮施測方法，區(qū)別對待，嚴(yán)密跟蹤，策劃好管線鋪設(shè)位置，輔助施工隊(duì)完善地下管線的鋪設(shè)，這樣才能形成直觀性好、現(xiàn)勢性強(qiáng)的區(qū)域地下管線資料，為地下管線管理系統(tǒng)、數(shù)字城市提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。

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