地下管线探测若干问题的探讨

2013-04-01董永帅吴友章张德彪

测绘通报 2013年2期

董永帅，吴友章，张德彪

(山东中基地理信息监理有限责任公司，山东济南250101)

一、引言

近年来地下管线探测行业取得了长足的发展，尤其是与地下管线探测相关的软件与硬件，解决了以往很多无法或者很难解决的问题，使得管线探测工作变得更加简单、便捷，但同时也有一些悬而未决的问题及新出现的问题，本文将对地下管线行业内存在的一些问题进行阐述。

二、隐蔽点的精度评价问题

地下管线埋设于地面之下，地面上不能见到实际的管线，因此，需要依靠地球物理探测的方法，来确定地下管线的平面位置与埋深。这种点即为行业内所熟知的隐蔽点。

管线探测仪或探地雷达所得到的地下管线在地面上的投影点位置和深度，都是仪器的读数，得到的结果是否为所求种类的地下管线，还要根据其他信息来推断。如果不是直接开挖验证，则所得结果只能是一种推断的结论。所探不一定所得，这是地下管线探测的目前现状。因此，推断结论是否真实，实际上是一种概率。

在以下若干情况下，推断结论确为所探种类的管线的概率较大:①信号非常好的钢管或铁管、电力电缆;②埋深较浅的管线;③在两个距离较近的明显点间的探测点，而且信号较好;④ 单一管线，附近没有其他电磁场干扰源。以上情况所探测的埋深的值接近埋深真值的概率也同样较大。

在以下若干情况下，推断结论确为所探种类的管线的概率较小:①信号差的管道和电缆;②埋深较大的管线;③在两个距离较远的明显点间的探测点，而且信号较差;④多种平行或交叉管线，附近其他电磁场干扰源较强;⑤长距离推移的感应法。以上情况所探测的埋深的值接近埋深真值的概率也同样较小。

如某地的野外的天燃气大管径钢管，长距离没有明显点，多次感应法之后，因为一个较高的堆土导致信号间断，过了堆土之后，信号感应到了附近的自来水管道上，平面位置差了几米，实地开挖才发现这个探测错误。所以，即使信号很好的钢管，探测正确的概率也不是100%。

以下两种情况的隐蔽点的正确率几乎为0:①没有电磁信号、也几乎没有雷达信号的小口径塑料管道;②埋深较大、超出管线仪探测范围的非开挖管道。

管线的地面投影位置和埋深的真值，只有通过开挖，才能得到。因此，以往在评判探测隐蔽管线点的平面精度和埋深精度时，把这种精度当作地下管线的实际空间位置精度的概念是错误的。探测得到结果的精度是一种多人次或多种方法探测读数的精度，而不能称为地下管线的实际精度。这种不可见物体的多次重复探测得到的精度与地面上点位测量重复观测的精度是不一致的。地面上的测量重复观测次数越多，测量方法的精度越高，测量结果也越接近真值。被测物体没有定性的问题，但是地下管线首先存在定性问题，而后存在定量问题。地面探测次数再多、精度再高，除了探测本身的误差，还有其他干扰因素的存在，都给被探物体带来定性和定量的不确定性。因为没有直接见到被探测物体，所以不开挖检查，是不能当作被探测物体的实际探测精度的。

当然，在信号较强的情况下，多人次、多方法的探测结果值比较后的精度较高，一般情况下，接近真值的概率也较大。

三、隐蔽点的开挖问题

隐蔽点的开挖方法决定了隐蔽点探测的正确率。但是因为下列原因，如今城市的开挖难度越来越大:①城市市容管理、交通问题，导致城市道路开挖的严格控制;②城市道路开挖的成本过高、管线探测和管线监理价格过低。

实际上，像北京、上海等大城市的主城区已经不可能开挖了。不能开挖的情况，已经延伸到了许多省会级甚至地市级的中小城市。许多城市的路面铺装越来越高档，几乎到处都是不能开挖的地方。所以，所谓开挖检查要分布均匀、合理的要求是根本做不到的。因此，隐蔽点探测的精度通过开挖以得到真实的精度评价，这个极为重要的地下管线探测检查功能已经几乎丧失殆尽。

即使政府允许开挖，那么，开挖的费用又由谁来买单呢?普通的水泥或沥青硬质路面，开挖一个洞，至少以千元计，高档的大理石般的人行道路面，开挖费用更是不菲。按照目前地下管线的常规价格，挖一个点，就可能要花掉一千米管线探测单价的费用。所以，这种开挖成本，是探测或监理单位无法承担的。

四、城市的多次探测问题

业内有些人士认为，一般若干年后会因城市地形的现势性太差而重新进行全面的地形测量，地下管线探测也可以仿照地形测量来做若干年一次的重复探测。这样可以解决地下管线的动态更新问题。实际上，由于开挖问题不能解决，后一次的探测精度肯定比前一次要低。除非出现探测手段的根本性改变，即探测仪器发展到所探即所得的结果。

地形测量，所测均为所见之物。随着测量仪器的飞速发展，测量手段得到根本性的改变，测量已经到了非常简便且精确的程度。从测量过程来看，除了在地面上设置若干必要的控制点外，对城市市容没有任何影响。控制点标志的设置，对城市市容也是毫无影响的。若使用航测或遥感技术，大部分工作可以依靠无人操作的自动化作业，几乎不影响城市的交通，也几乎没有工程中的安全问题。测量技术的高度发展，测量的精度与成果的质量有着非常可靠的保障。

但是，地下管线探测，所测为地下不可见之物。即使是明显点，也有很大部分是必须打开盖才能进行调查相关属性的井。在路面上作业，肯定要影响局部城市交通。窨井的打开，也会存在探测人员或行人、车辆的安全问题。目前尚未发展到可以依靠无人操作获取管线数据的程度。所测为不可见之物，则不进行必须的开挖检查，难以保证地下管线的探测质量。

因此，靠多次探测来解决动态更新问题，是一种不合适的途径。正确的途径只能是:①基本完善的竣工测量体系与地下管线数据的标准化管理;②埋设地下管线电子标识系统。

非开挖管道和PE、PVC等塑料管道，一定要利用管内测量方法作竣工测量。管内测量可以采用惯性测量仪器(如OUM陀螺定位仪等)，精确测量非开挖管道的空间坐标。这些工作在管道覆土前或启用前做是非常简单的。如果管道覆土之前或启用之前不去做这些简单的测量工作，以后这些管道就可能是“死”掉的管道。

其实，地下管线的动态管理问题，并非是困难的事情。政府管理部门和地下管线权属单位不要只是在管线埋完以后才去考虑地下管线的探测问题。

首先，在城市规划中，每个新道路的地下管线的埋设、每个已建道路上新铺管线的埋设，都是通过规划设计并经有关部门审批的。这些规划设计图上都有相应的地下管线埋设的坐标。地下管线的设计位置，需要通过测绘部门在实地放样定位，建设部门才能按规定的位置开挖沟槽。管线的材质、管道的口径及埋设的深度等管线属性，也是在设计文件中明确的。当然，在具体开挖埋设过程中，可能有局部的设计更改，但这种更改实际上是少量的，埋设位置更改的幅度也是比较小的。对这些局部的改变，做些少量的测量工作，就可以获取实际埋设的坐标。因此，竣工测量不是非常困难的事情。困难的事情在于:①有关部门或单位从来就没有这种利用设计与竣工测量资料的观念;②没有关于地下管线设计与竣工测量资料的严格集中管理的规定;③相关部门或权属单位不理解这些宝贵资料的用处，把这些资料转化成为符合地下管线动态管理要求的数据。

为了充分使用这些资料，实际上只要做好以下几点:

1)地下管线的设计与竣工测量资料应当完整地提交给相关部门来备份。

2)要理解和学习如何使用设计与竣工测量资料形成可供利用的地下管线数据。

3)要有一个设计与竣工测量数据的标准。

做好上面几点并非难事，难在根本就没有这种思想。政府与城市的管理部门如果不理解地下管线的设计、竣工测量与地下管线数据的标准化管理对城市的重要性，那么留待将来的会是许多难以估计的隐患。

五、物探方法

地下管线的物探工作者研究了许多地下管线的物探定位与定深的方法，但是，实际上用在生产中的基本上只有使用管线仪的电磁法和探地雷达的电磁波法这两种。至于其他方法，如磁法、地震波法、电法等，大都束之高阁，可能使用在极个别的疑难问题上，而不能应用在日常的探测过程中。原因是这些方法①要高水平的物探人员来操作;②耗时费力;③没有非常好的效果。因此，在大规模的探测作业中，这些所谓的方法是难以应用的。

即使是非金属管道的主要探测方法即探地雷达的电磁波法，也在生产中应用较少，一般来说，大多数探测单位只是用雷达仪器作少量的剖面，对少量探测点做些验证工作。真正在所有非金属管道上的所有探测点，特别是燃气管道PE管的探测点上做全面的工作的探测单位几近没有。形成这种局面的原因，①探地雷达价格昂贵，一般的单位配备少量雷达设备，只能在项目需要时，临时做些检查验证工作;②雷达操作人员的素质普遍较低，对复杂问题的雷达数据的分析有困难;③目前的雷达设备对小管径非金属管道的探测效果也有较大的局限性。

所以，许多非金属管道，特别是PE材质的燃气管道的探测，目前实际上处于无能为力的地步。许多类似管道的定位，基本上是按权属单位的指认来确定，即按照权属单位的实地指点确定隐蔽管线点，探测单位只是做了隐蔽管线点的点位测量工作及内业处理工作。当权属单位本身对地下管道埋设的精确位置不甚了解时，这种管线的定位质量也就可想而知了。

探测单位及业内人士应当看到，目前的地下管线探测技术不能解决一切疑难问题。许多种类的探测技术的应用面很窄，一些所谓的疑难管线的探测方法，并不是救病的良药。

六、地下管线市场现况

当前地下管线的市场情况不容乐观。从20世纪90年代初开展地下管线探测以来，国内的物价一涨再涨，而地下管线的探测价格则一降再降。地下管线探测的价格已经严重脱离市场经济发展的规律。这种局面的形成有几个方面的原因:①地下管线探测单位的恶性竞争，导致探测单价不断下降;②政府和管线权属单位的不正常压价、限价或低价中标;③包括地下管线探测单位在内的行业内外的人士，对地下管线探测技术难度的不理解。

说到对地下管线探测技术难度的理解问题，实际上目前许多人把地下管线探测技术当作一种比较简单的技术来看待。

目前，行业内普遍使用培训班出身的低级技术的探测人员进行探测工作，少量的大中专技术人员作为项目管理人员。几乎没有专业理论基础扎实与实践经验丰富的人员作为组长充实到探测组中。

非金属管道目前是一种普遍使用的管道材质，这就要在整个工程中把探地雷达作为一种常规配备的仪器，来对所有的非金属管道作探测。同时，对埋设复杂的金属管道，也要用雷达来作检验，通过多种方法的对比，才能在不可见的状态下，比较可靠地确定被探测目标。但是，目前各探测单位基本上只是将其作为一种验证性的设备，临时抽调到现场。并且，雷达操作人员的理论水准和经验也是比较欠缺的。

没有高等级人才和不能使用雷达之类高昂仪器设备来作为常规配备设备，实际上也是因为探测价格太低，低到了探测单位用不起的地步。

如果涉及地下管线探测的各界人士都能理解地下管线探测是一种必须使用高技术人才才能做好的工作，那么，地下管线探测单位就可以在低价位的时候，拒绝这种不正常的市场;但是，历来探测单位的领导们没有拒绝。

如果政府和地下管线权属单位能理解这项工作的难度，探测的成本是比较高的，需要许多高级人才去做的研究性的工作，他们就不会把价格压到找一个泥瓦工的水平。但是，目前各地的政府部门和地下管线权属单位并不理解这一点。

探测单位的领导们不理解，造成再低的价格他们也接任务，结果就是探测工程的质量越来越低。政府和权属单位的领导们不理解，就导致低价中标，最后不能保证得到高质量的地下管线数据。

七、涉及地下管线探测质量的责任问题

这个问题是目前涉及地下管线探测的相关单位避而不谈的重大的敏感问题。

一般情况下，许多人很自然地认为，地下管线探测的质量应该由探测单位负完全的责任。其实，由于确实存在无法探测的地下管线，一定要探测单位在探测工程中一无遗漏、完全正确地探测到所有的地下管线，并且严格按照规范的要求，苛求其探测精度，这是不可能做到的事情。

地下管线探测成果缺陷的存在，在于以下几个方面:①对于可探测的地下管线，存在探测单位的质量问题;②在探测工程前，权属单位不能提供比较可靠的地下管线的现状资料，如竣工测量资料、设计资料等。对于第1种情况，毫无疑问，探测单位应当负起质量的责任。对第2种情况，应当理解，在早期，如解放初期，或推迟到改革开放前，我国城市建设的管理做得较差，甚至没有管理，那个时候城市建设的资料确实不齐全甚至没有资料。这部分地下管线的探测成果中存在的问题，可以作为疑难问题来解决，因为这种质量的责任，确实没有可以承担的主体。但是，改革开放后，城市管理开始走上正轨，地下管线的埋设也有着明确的规定。那么，地下管线缺失竣工测量资料，甚至缺失设计资料的责任导致的质量问题，这应该由相关的地下管线管理部门来负责，因相关的地下管线管理部门多次变动而造成的资料缺失，应由政府主管部门负责。

从存在不可探测的地下管线的实际情况来看，地下管线管理部门或权属单位、具体的政府主管部门应理解地下管线探测的局限性，不能认为所有的地下管线都是可以精确定位的。在地下管线探测工程启动前，应当认真调查研究，认真听取相关专业人士的意见，做好一切可以做好的准备工作，不要让地下管线探测工程处于一个模糊的境地，不要让地下管线普查工程结束后留下太多的遗憾。