地下管線(xiàn)探測技術(shù)，在城市快速發(fā)展的過(guò)程中，具有廣闊的應用前景。本文以重慶合川天然氣管線(xiàn)普查工程為例，說(shuō)明地下管線(xiàn)探測的原理和方法，管線(xiàn)點(diǎn)測量的方法和精度要求。最后生成的地下管線(xiàn)數據庫，能為城市管理提供方便的數據參照平臺。

關(guān)鍵詞：地下管線(xiàn)；管線(xiàn)探測；管線(xiàn)點(diǎn)；數據庫

1概述

隨著(zhù)城市快速發(fā)展，因地下管線(xiàn)管理不到位出現的事故時(shí)有發(fā)生，為全面查清城市地下管線(xiàn)的空間分布和屬性情況[1]，國發(fā)〔2014〕27號文件中已經(jīng)明確指出，全面啟動(dòng)城市地下管線(xiàn)普查，建立城市地下管線(xiàn)信息數據庫系統，實(shí)現地下管線(xiàn)的綜合管理與規劃。本文以重慶合川區天然氣管線(xiàn)的普查為例，介紹管線(xiàn)探測的原理與方法，管線(xiàn)數據庫的建立過(guò)程，說(shuō)明地下管線(xiàn)探測在城市管理中的應用。

2地下管線(xiàn)探測的方法和原理

地下管線(xiàn)探測的基本原理是根據探測地下管線(xiàn)與其周?chē)橘|(zhì)明顯的地球物理性差異而判斷出地下管線(xiàn)的位置?？蛇x擇的探測方法包括：電磁法、電磁波法、直流電法、地震波法等。其中電磁法是管線(xiàn)探測工程中最常用和精度較高的方法，電磁法原理是將一交變電磁信號施加于地下的金屬管線(xiàn)，金屬管線(xiàn)與大地之間構成回路，由于金屬管線(xiàn)的集流效應而產(chǎn)生一個(gè)交變線(xiàn)電流，用儀器在地面檢測這個(gè)線(xiàn)電流產(chǎn)生的交變電磁信號，從而確定地下管線(xiàn)的空間位置。對于非金屬管道和疑難問(wèn)題的探測則采用電磁波法。

3工程實(shí)例

近年來(lái)，重慶合川的經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展取得了全面飛躍,作為城市基礎設施的天然氣管線(xiàn),對于城市建設和日常管理的重要性亦愈來(lái)愈凸現出來(lái)。為了全面查明重慶合川天燃氣管線(xiàn)空間分布和屬性情況，建立具有權威性、現勢性的管線(xiàn)數據庫,將管線(xiàn)信息以數字的形式進(jìn)行獲取、存儲、管理、分析、查詢(xún)、輸出、更新，建立公共數據交換服務(wù)平臺，實(shí)現天燃氣管線(xiàn)數據的動(dòng)態(tài)管理，對整個(gè)轄區內的天燃氣管線(xiàn)進(jìn)行了探測。

3.1探測方法和儀器的選擇

通過(guò)現場(chǎng)踏勘，測區內天燃氣管線(xiàn)敷設的管材為鋼管和PE管兩種。對明顯的地下管線(xiàn)的管線(xiàn)點(diǎn)位置采用實(shí)地開(kāi)井量測的方法，管徑采用毫米為單位，同時(shí)實(shí)地確認附屬物編號及所在道路名稱(chēng)。對隱蔽地下管線(xiàn)探查，根據不同的材質(zhì)，不同的地球物理條件來(lái)探查?？紤]到天燃氣管線(xiàn)是導電性能良好的鋼管，采用電磁法探查，PE管線(xiàn)主要由甲方派人到現場(chǎng)指認來(lái)確定管線(xiàn)位置。探測儀器選擇的是日本富士（地探）生產(chǎn)的PL-960型金屬管線(xiàn)探測儀和英國雷迪公司生產(chǎn)的RD8000型管線(xiàn)探測儀。其中PL-960型儀器的定位精度為1.2m±2cm，深度精度為1.2m±5%；RD8000采用電磁法探測地下管線(xiàn)具有準確性高、速度快、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

3.2天然氣管線(xiàn)地下的探查

天然氣管線(xiàn)地下探查內容包括管線(xiàn)平面位置、材質(zhì)、管徑、埋深、附屬物名稱(chēng)、附屬物編號、道路名稱(chēng)等。

3.2.1管線(xiàn)點(diǎn)平面位置測定

管線(xiàn)點(diǎn)平面位置的測定是對地下管線(xiàn)進(jìn)行搜索，精確測定地下管線(xiàn)在地面投影的位置。為了保證不漏測管線(xiàn)，在地下管線(xiàn)未知區域，采用被動(dòng)源法進(jìn)行網(wǎng)格狀掃描搜索，用以查找淺埋的金屬管道；對深埋管線(xiàn)采用主動(dòng)源法搜索，利用主動(dòng)源法進(jìn)行搜索時(shí)，采用了平行搜索法和圓形搜索法。采用掃描搜索的方法確定管線(xiàn)的條數和大致位置，然后進(jìn)行管線(xiàn)的追蹤探查。采用現況調繪、實(shí)地調查及搜索等方法，判斷出管線(xiàn)大致位置和走向的基礎上，利用管線(xiàn)探測儀發(fā)射機在已知點(diǎn)位上施加信號，用接收機追蹤探查，以確定管線(xiàn)特征點(diǎn)的位置，最終精確測定管線(xiàn)的平面位置。

3.2.2管線(xiàn)點(diǎn)埋深測定

利用管線(xiàn)探測儀確定管線(xiàn)埋深，采用百分比法，即利用垂直管線(xiàn)走向剖面測得的管線(xiàn)磁場(chǎng)異常曲線(xiàn)峰值兩側某一百分比值處兩點(diǎn)之間的距離與管線(xiàn)埋深之間的關(guān)系，來(lái)確定地下管線(xiàn)埋深的方法。測定時(shí)，用極大值法定位，保持接收機的垂直狀態(tài)，沿垂直管線(xiàn)方向向兩側移動(dòng)，直到幅值降為定位點(diǎn)處，量測兩點(diǎn)之間的距離即為地下管線(xiàn)的中心埋深。

3.2.3管線(xiàn)點(diǎn)設置

管線(xiàn)特征點(diǎn)按其在地面投影的實(shí)際位置定點(diǎn)；當管線(xiàn)彎曲時(shí)，至少在圓弧起訖點(diǎn)和中點(diǎn)上設置管線(xiàn)點(diǎn)，當圓弧較大時(shí)，適當增設了管線(xiàn)點(diǎn)，保證了準確表述管線(xiàn)的彎曲特征；當管線(xiàn)立體交叉，出現相交矛盾時(shí)，在管線(xiàn)交叉點(diǎn)附近加密了管線(xiàn)點(diǎn)，保證了管線(xiàn)空間相互位置的正確；同時(shí)管線(xiàn)點(diǎn)間距基本控制在75m內，建筑物壓蓋管線(xiàn)致使人員不能通行或過(guò)江管線(xiàn)除外。

3.2.4管線(xiàn)點(diǎn)編號和標志

管線(xiàn)點(diǎn)編號方法：對管線(xiàn)特征點(diǎn)（包括拐點(diǎn)、彎頭、三通、變徑點(diǎn)等）及管線(xiàn)附屬設施（各種閥井、調壓箱等）的外業(yè)編號采用探測臺組號+“TR”+管線(xiàn)點(diǎn)自然順序號表示。實(shí)地標注方法：經(jīng)探查精確定位后的管線(xiàn)特征點(diǎn)及附屬設施，在實(shí)地用紅油漆做“”字標記。點(diǎn)號和點(diǎn)位易于丟失時(shí)，采用刻“+”字標記，無(wú)法刻“+”字做標記的地方用鐵釘或木樁做標記，并在附近明顯的地方標注其點(diǎn)號。無(wú)法做標記和點(diǎn)號的地方用栓點(diǎn)的方法標明方向和靶距。

3.3管線(xiàn)點(diǎn)測量及精度要求

3.3.1地下管線(xiàn)測量精度要求

對于平面測量中點(diǎn)位的位置誤差Ms設定為±5cm（相對于鄰近控制點(diǎn)）；對于高程測量中點(diǎn)位的誤差Mh設定為±3cm（相對于鄰近高程控制點(diǎn)）。

3.3.2管線(xiàn)點(diǎn)測量

管線(xiàn)探測點(diǎn)的坐標、高程測量，使用全站儀采用極坐標法施測坐標，三角高程法同步施測測量高程。水平角和垂直角觀(guān)測各半測回，用跟蹤法一次讀數測量距離。測距長(cháng)度一般不超過(guò)150m，角度讀至1″，距離讀至cm，儀器高、覘標高量至mm。儀器對中偏差不應大于2mm。按管線(xiàn)探測組實(shí)地編號記錄探測點(diǎn)點(diǎn)號，并與外業(yè)草圖、探測記錄本點(diǎn)號一致。各相臨測站應測量重合點(diǎn)檢查，每站檢查點(diǎn)一般少于2點(diǎn)。重合點(diǎn)坐標差計算的點(diǎn)位誤差：平面中誤差±5cm；高程中誤差±3cm。

3.4數據建庫

重慶合川天燃氣管線(xiàn)探測工程共探測管線(xiàn)點(diǎn)19155個(gè)，探測天然氣管線(xiàn)總長(cháng)度為138.047公里,其中PE管線(xiàn)探測13.772公里，PE管線(xiàn)測量及帶狀地形圖測繪110.785公里,鋼制管線(xiàn)探測13.490公里,鋼制管線(xiàn)帶狀地形圖測繪（60米帶寬）86.923公里。為了方便對探測的數據進(jìn)行管理和查詢(xún)，需要建立管線(xiàn)探測信息的數據庫。數據庫的建立過(guò)程如下：3.4.1基礎資料整理工程中基礎資料的種類(lèi)、檢查方法及糾正措施如下表1。3.4.2數據庫結構的制作根據《重慶燃氣集團城市燃氣管線(xiàn)勘測數據成果技術(shù)要求》；對數據庫結構的要求，制作的原型數據庫見(jiàn)表2。3.4.3數據錄入在VisualFoxpro6.0軟件中，將外業(yè)探查獲取的管線(xiàn)屬性數據手工錄入到物探數據庫中，并進(jìn)行100%校對檢查，無(wú)誤后形成管線(xiàn)探查屬性數據庫；在VisualFoxpro6.0軟件中，將外業(yè)測量采集的管線(xiàn)空間屬性數據轉換到測量數據庫中，手工錄入外業(yè)點(diǎn)號，并進(jìn)行100%校對檢查，無(wú)誤后利用控制數據庫計算形成管線(xiàn)空間屬性數據庫。3.4.4數據轉換利用《GDInfo管線(xiàn)數據處理系統》把探查屬性數據庫和管線(xiàn)空間屬性數據庫轉換成符合《重慶燃氣集團城市燃氣管線(xiàn)勘測數據成果技術(shù)要求》的EXCELXLS格式的點(diǎn)表、線(xiàn)表格式，具體部分結構分別見(jiàn)表3，表4。

3.5管線(xiàn)成果表

地下管線(xiàn)成果表在管線(xiàn)成果數據庫檢查無(wú)誤后，以管線(xiàn)成果數據庫為依據轉換為EXCELXLS格式的成果表。地下管線(xiàn)成果表內容包括：圖幅編號、物探點(diǎn)號、連接點(diǎn)號、特征點(diǎn)、附屬物名稱(chēng)、平面坐標、高程、埋深、井深、管徑或斷面尺寸、材質(zhì)、壓力、調壓箱編號、埋設方式、道路名稱(chēng)、備注。生成的地下管線(xiàn)數據庫可以方便用戶(hù)進(jìn)行查詢(xún)使用。

4結論

管線(xiàn)探測技術(shù)在日益發(fā)展的城市建設中有廣闊的應用前景，地下管線(xiàn)數據庫的建立，對于動(dòng)態(tài)監測地下管線(xiàn)，促進(jìn)城市信息化發(fā)展提供了方便的數據查詢(xún)平臺。隨著(zhù)地下工程的不斷發(fā)展，城市地下管線(xiàn)數據庫的建設越來(lái)越重要。結合測量手段、不同品牌的管線(xiàn)探測儀、以及計算機技術(shù)，在地下管線(xiàn)探測的綜合應用方面，需要人們不斷的總結和改進(jìn)，來(lái)促進(jìn)國民經(jīng)濟的建設發(fā)展。