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管線探測

地下管線測量的常用方法

本站     2018-6-8 10:27:19    

1.綜述

地下管線是指埋設于地下的地下管道和地下電纜,主要包括給水、排水、燃氣、熱力、工業管道以及電力、電信電纜等。地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,其空間位置及屬性信息是城市規劃建設管理的重要基礎信息。 
地下管線測量是為各種地下管線及其附屬設施的規劃、設計、施工、運營及維修等所進行的測量工作。地下管線測量可分為新建地下管線工程測量和已有地下管線探查測量。 
已有地下管線探查測量是確定地下管線空間位置和屬性的測量工作。其目的是為查明已有地下管線的平面位置、埋深(或高程)、走向以及規格、性質、材料、權屬等屬性。其工作性質是對地下管線工程缺失竣工測量的事后補救。 
2.地下管線探測的方案設計
2.1 基本技術要求
地下管線探測前,應全面收集、整理和分析測區范圍內的已有地下管線資料和有關測繪資料,資料一般包括已有的各種地下管線圖,各種管線設計圖、施工圖、竣工圖及其技術資料,已有的相應比例尺地形圖,測區及附近測量控制點成果等。 
城市地下管線普查應采用城市坐標系統和高程基準;廠區或住宅小區管線探測、施工場地管線探測必要時可采用測區的建筑坐標系。 
探查工作開始前,應在探查區或鄰近的已知管線上進行方法試驗,確定方法和儀器的有效性、精度和最佳工作參數。地下管線圖的比例尺、分幅等指標應與城市基本比例尺地形圖一致。 
2.2 基本精度指標 
按城市地下管線測量技術要求,管線探測精度如下:隱蔽管線點的探測精度,水平位置限差不大于±(5+0.05h),埋深限差不大于±(5+0.07h)(h為地下管線的中心埋深,以cm為單位。按i級精度要求)。管線點的測量精度,管線點的解析坐標中誤差(指測點相對鄰近解析控制點)不大于±5cm,高程中誤差(據測點相對于鄰近高程控制點)不大于±2cm。地下管線圖上測量點位中誤差不得大于±0.5mm。 
2.3 地下管線探測測量控制網的建立 
地下管線探測測量控制網和常規地形圖測量所布控制網基本相似,當測區內已布有大比例(1:1000)地形圖測量控制網時,可以同時用來作為管線探測的控制網。當測區內沒有大比例地形圖控制網或該網控制點保存不多時,可考慮重新布設更適合管線測量的控制網。管線測量控制網宜分級布設導線網,高等級導線(如一級導線)沿主要道路布設,次要道路加密二級或圖根級導線。沒有管線的地區則不必布設控制點。各級導線點宜施測圖根級水準高程。當測區較大又缺少四等以上水準點時,應先在測區內建立四等水準網作為測區的首級高程控制,以此為基礎在全測區加密圖根水準。 
3.地下管線探測的實施 
3.1 注意事項 
做好探測方法有效性和探測儀器的一致性、穩定性試驗。針對測區內地球物理條件不同的地區及不同種類的已知的管線進行探查方法試驗,找到適合本地區各種不同管線的探查方法。找到探測時儀器常用工作頻率和功率、最短收發距、最佳收發距及確定定深修正系數等參數。在一個測區內的不同地區地球物理條件有時有較大的差異,所以必須在不同地區來進行試驗。另外,當使用多臺探測儀時,應進行儀器性能一致性試驗,檢查每臺儀器間探查結果是否一致,確定特殊儀器的修正值。當作業時間較長時,還應在施工前、中、后期對儀器穩定性進行檢驗,當儀器性能有變化時,應分析原因,決定對探查成果進行修正或取舍。
3.2 地下管線探測方法
地下管線探測方法包括明顯點的實地調查、隱蔽管線點的物探調查和開挖調查3種方法,幾種方法往往需要結合進行。
3.2.1 實地調查法 
對出露地面的地下管線及其附屬設施作詳細調查、測量和記錄。實地查清每一管線段的權屬單位、性質、規格(管道的材料和斷面尺寸、電纜的根數或孔數及其電壓)、附屬設施名稱;測量管線點的平面位置、高程、埋深和偏距等。該法適用于明顯管線的探測。 
3.2.2 物探調查法 
使用專用管線探查儀器,在地面對埋設于地下的隱蔽管線段進行搜索、追蹤、定位和定深;測量地下管線中心線在地面投影位置。該法適用于隱蔽管線的探測。
(1)充電法。對地下管線施加直流電,在地面上觀察電磁場的異常,以確定地下管線所在的位置,這種方法的特點是儀器輕便、方法簡單、定位精度高,在地下管線密集的區域有較好的分辨率,但使用條件必須有可供充電的出露點,在地層電阻串低時效果差。 
(2)電磁感應法。是觀察地下管線在一次電磁場作用下,利用發射線圈產生的電磁場對金屬管線感應所產生的二次電磁場的變化規律以確定地下管線的位置,這種方法的特點是不需出露點,在地下管線比較少的情況下效果好。 
(3)埋深較深的金屬管線和很遠距離才有暴露點砼質管線,則需采用探地雷達進行橫斷面掃描,最終通過對掃描圖象分析、識別宋確定管線點位和埋深。在進行雷達掃描前,應可能詳細地調查管線的大致走向,有針對性地選擇雷達掃描斷面。采用探地雷達探查時,埋深的精度除了與準確測定電磁波在介質中的雙程走時相關外,還取決于介質波速的確定,而不同介質的波速差異也較大。介質波速測定可以采用擬合法和廣角法宋進行,但最有效的辦法是在需要進行管線探查的地段尋找有已知埋深的管線(如有害井的排水管)進行波速測定試驗,利用已知埋深h按v={√[-4h2+(tr)2]}/t,(式中tr為兩天線間距,t為雙程走時)反求波速v,這樣求出的v值較為接近要測管線處的介質波速,由此而求得的管線埋深較為接近實際。由于意外因素的干擾,管線在雷達波圖形上的反映(拱形異常)常會產生變異。為了去偽存真,應對原始雷達數據進行必要的技術處理:①壓制隨機干擾、消除高頻成份以突出異常點的點平均和道平均;②補償介質的吸收和電磁脈沖本身的擴散衰減的補償增益(age或seg);③消除雜波和部分干擾的濾波處理;④準確定位管線異常的偏移處理。這些處理突出了雷達波的有效成份,有利于識別管線異常。 
3.2.3 開挖調查法 
開挖地面,將地下管線暴露出來,直接測量其位置、高程(或埋深),并調查管線屬性。該法適用于情況太過復雜、采用物探方法無法查明或為驗證物探法精度的情況下。這種方法的不足在于工程量大。 
4.結束語
隨著城市的飛速發展,地下管線敷設越來越多,地上和地下矛盾越來越突出,地下管線探測任務也越來越多。地下管線測量中應該注意: 
(1)城市地下管線探測是一項涉及多權屬單位和多學科、多專業的綜合性與技術性很強的系統工程; 
(2)隨著探測隊伍和作業人員的不斷增加,要不斷提高探測人員的技術水平和責任心; 
(3)一些非金屬材質的管線普遍應用,給地下管線探測帶來了不少的困難,在采用新方法、新技術、新儀器時,要經過試驗,使其探測精度能夠滿足規范要求; 
(4)在從事地下管線探測作業時,儀器設備帶電作業,一定要安全用電,打開窨井蓋調查時,要進行有害、有毒及可燃氣體的濃度測定,進行必要的安全保護,做到安全生產。


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