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管線探測

城市地下管線測繪測量技術

本站     2018-6-9 10:39:34    

近年來,隨著城市規模和經濟的快速發展城市的地下管線越來越復雜。常見的城市地下管線有:

1) 供水管線:包括生活供水管線、綠化供水管線、消防供水管線和工業供水管線;

2) 排水管線:包括生活污水管線、雨水排泄管線和工業廢水管線;

3) 燃氣管線:包括天然氣管線、煤氣管線和液化石油氣管線;

4) 供暖管線:最常見的即為城市熱力公司供暖管線,也包括一些電廠或者小區局部供暖管線;

5) 通信管線:包括地下光纜管線、有線電視管線、固定電話線及特殊軍用通訊管線等;

6) 電力管線:包括一般生活用電電纜、工業生產用電電纜和輸配電電纜等;

7) 工業管道:在石油、煤炭和化工企業較多的城市非常常見,如工業輸氣管線、工廠用液體燃料管線、工廠排廢排渣管線和工廠用化工原料管線等。隨著城市規模的擴大和城市經濟的發展, 每年需要在城市的地下布設各種各樣的管線。

1、城市地下管線測繪現狀和存在問題

早期人們對城市地下管線探測的需求不強,且當時的探測技術和儀器都比較落后, 一般采取的手段是向管線的權屬單位收集施工資料,然后采取開井或者試挖少量測洞的方法。隨著經濟的發展和城市規模的擴大, 現在城市地下管線呈現出多元性、復雜性、隱蔽性、系統性和動態性的特征。城市地下管線管理的問題逐漸凸顯出來,主要有:

1) 由于城市地下管線的布設資料存在缺漏和偏差造成地下施工中時常損壞地下管線,造成停水、停氣、停電或者通訊中斷等事故;

2) 由于缺乏城市地下管線的資料,施工中不得不中途改變施工方案;

3) 城市地下管線的資料來源復雜且統計比較模糊,對城市發展規劃和地下管線施工造成不利影響。因此,現在人們越來越重視城市地下管線的探測、測量和測繪。

2、城市地下管線探測

隨著城市基礎設施不斷地發展和完善,城市地下管線趨向多元化和復雜化, 城市地下管線的探測通常需要使用特殊的方法和借助專業的儀器。城市地下管線探測的平面位置限差為±0.1h(h 為中心管距, 單位為cm),埋深限差為±0.15h。目前常用的方法有:

1) 對于有露出點的金屬管線可以采用直接測量法,連接方式分為單端連接、雙端連接和遠接地單端連接。直接測量法的測量精度高, 但要求必須有露出點。

2) 對于直徑小的電纜、電信和燃氣等金屬管線適用夾鉗法,夾鉗法是通過探測儀的夾鉗將電磁信號加載到被測管線上進行追蹤定位。

3) 對于露出點少或者無露出的地下金屬管線可采用電磁感應法。電磁感應法是利用發射機產生電磁場,通過測量金屬管線感應所產生的二次電磁場可得到管線的位置和走向。

4) 對于排水管線、塑料管線和地下人防管線等非金屬管線的探測可采用地質雷達法。地質雷達法是利用探地雷達對被測地點進行橫斷面掃描, 通過對掃描圖像進行識別和分析得到管線的埋深和位置。

5) 對于埋深較深和人員無法進入的非金屬管道可采用示蹤法。示蹤法是將能發射電磁信號的探頭放入管線內,不斷改變探頭位置再在地面上對探頭進行追蹤從而達到類似探測金屬管線的目的。

6) 有條件的地方可以采用地震波法。地震波法是通過分析人工振源產生的地震波在底下的傳播規律得到管線的埋深和位置的。可分別分析地下管線與周圍介質之間的波阻差異和波面波速差異。

7) 對于供暖管線和水管漏水點可采用紅外輻射法。紅外輻射法測量原理是利用管道及其填充物與周圍介質的熱特性差異來確定的。

3、城市地下管線測繪

3.1 城市地下管線的測量

地下管線的位置、埋深、材質、性質和走向探測完成后需要對管線進行相關測量。測量內容一般包括:

1) 需要對管線點相對應的地面標志進行平面位置和高程的聯測;

2) 對管線點的高程與坐標進行計算;

3) 對相關地面附屬設施和其帶狀地形進行測量;

4) 匯制測量成果表。地下管線平面位置的控制測量一般采用導線串聯法、極坐標法、靜態GPS 和動態PTK等測量方法,測量的平面位置限差為±5cm,埋深限差為±3cm。地下管線的高程一般還要與水準儀進行聯測,也可以采用全站儀同時測量高程與坐標,需分別進行垂直角和水平角兩次測量。因為城市的地下管線一般都是沿道路方向進行布設的,因此測量的控制導線也應沿道路進行布設。地面附屬設施和其帶狀地形的測量可采用EPSW 等電子平板進行全數字地形測量。控制測量結束后, 對采集的測量數據要及時進行處理和計算, 并進行繪圖和編制說明的工作。

3.2 城市地下管線圖的編繪

測量完成后需將測量得到的數據通過繪圖軟件進行編繪。傳統的測繪手段也比較落后,一般需要人工現場測量其三維坐標然后需要人工在室內進行管線圖的繪制。現在一般使用專業的繪圖軟件, 測繪的圖上誤差要求小于±0.5mm。城市地下管線圖編繪的主要工作內容包括確定比例尺、導入地形圖、繪制管線圖、標注編輯管線信息和輸出成果。城市地下管線編繪的要求為:

1) 保證編繪的分幅、坐標、比例和高程要與城市基本地形圖一致;

2) 編繪的管線圖紙應清晰明了、誤差小于±0.5mm、數據標注準確、當出現壓蓋時應盡量清晰;

3) 編繪的各管線的標注和顏色應符合規程規定,做到簡明清晰。最后, 需將測繪信息錄入地理信息系統( GIS),方便施工人員隨時調用, 對城市的地下管線實現數字化、三維化和動態化管理。

4、結束語

城市地下管線對城市的正常運行有著巨大的作用,而對其落后的管理手段已經難以滿足城市高速發展的要求,加強對城市的地下管線進行測繪是目前城市管理亟待解決的問題之一。本文對城市地下管線的探測和測繪技術方法進行了總結和探究,以期幫助人們對城市地下管線的探測和測繪技術有所了解。


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