哈尔滨城市地下管线测量成果质量检查验收

刘晓明，刘亚东

(国家测绘地理信息局黑龙江测绘产品质量监督检验站，黑龙江 哈尔滨150000)

一、概 述

在哈尔滨“智慧管网”系统管线普查工程中，黑龙江省测绘产品质量监督检验站(以下简称“质检站”或“我站”)承担该工程成果质量的检查验收工作。该工程于2013年6月开始，历时一年半，覆盖哈尔滨市道里、道外、南岗、香坊、平房、松北、呼兰等7个主城区范围内，采集宽3．5 m及以上道路和开放式小区具有社会功能的道路上埋设于地下的各种管道、线缆以及出露地表和架空的管线和附属设施的空间地理、安全运营管理等属性信息。管线包括电力(供电、路灯、交通信号、广告)、信息与通信(电信、移动、联通、广电、监控)、给水、排水(污水、雨水和雨污合流)、燃气(煤气、天然气、液化气)、热力、工业管道、危险化学品输送管道(以下简称“危化品管道”，包括氢、氧、石油等管道和长输管道、线缆)及铁路管线。同时以标准化探测数据为核心，建立哈尔滨市地下管线信息管理系统。

哈尔滨是黑龙江省省会，是中国纬度最高、气温最低的大城市，冬季长达5个月，气候严寒、干燥，平均气温低于10℃的日期历时210天，最冷的1月份平均气温为－20．3℃，极端最低气温为－38．1℃，夏季短暂，由于哈尔滨特有的气候特点，多数管线出于防冻的目的，管线埋深较低纬度地区城市埋深要深，城区内道路交通繁忙，行人、车辆较多，这些给管线普查成果质量检查验收工作带来较大影响。

本次管线普查工程测区地处松花江形成的三级阶地上，上覆土壤主要是黑土、黑钙土，道路多为沥青和水泥铺装层，人行道多为花砖覆盖，其下多为沙土层。地下管线主要分布在慢车道、人行道及绿化带下，少数主要管道由于道路改造处于快车道上，除排水管线外地下管线材质主要以金属材质为主，或含有金属网、钢筋骨架(如大部分光缆含钢筋加强芯)等。

二、地下管线测量成果的检验

哈尔滨“智慧管网”系统管线普查工程测区面积约280 km2，整个工程划分49个区块，平均每个区块有20幅1∶1000综合管线图，我站依据《GB/T 24356—2009测绘成果质量检查与验收》及《哈尔滨“智慧管网”系统管线普查工程质量检验实施方案》对每个区块进行抽样检查验收，每个区块抽检2～3幅图，保证样本在区块内均匀分布，49个区块综合后保证样本在整个测区内均匀分布。检查管线点的样本量约占区块内普查管线点总数的2．5%，检查的管线点以重要管线为主(重要管线包括燃气、输油、输水、通信、热力等)，覆盖区块内所有类型管线，保证检查的管线点在样本图内均匀分布，并且具有代表性。

普查管线总长度19 440 km，1∶1000综合管线图2106幅，管线点共约1 068 467个，其中明显管线点约559 484个，隐蔽管线点约509 143个，抽检样本图幅共143幅，检查管线点约26 800个，明显点重复量测约14 000个，隐蔽点重复探查约12 800个。

1．管线点探查检查方法

金属管线分布在城区内的主干道上，具有良好的导电性，电磁波很容易在该类管线上感应并传导，并在管线周围形成电磁场，利用高精度的电磁波法探测仪器对这类管线周围的电磁场接收处理，可以确定被探测管线的位置和埋深。该类管线比较典型的有热力管线、输水管线等。非金属管道与周围介质存在一定的差异，主城区内的排水管线材质以砼为主，部分给水、燃气管道材质为PE管，由于非金属管线与周围的介质之间存在着差异，这类管线使用探地雷达通过波谱分析进行探查及检查，确定其走向、位置和埋深。在这类管线在检查过程中，要进行两个井开井量测，结合权属单位资料及探地雷达波谱影像，综合分析确定其材质、走向、埋深等属性。如金属管之间用绝缘物(密封圈)隔开或接口锈蚀严重的金属管线，采用高频率的电磁波可以实现连续传导，有效地分辨其与周围介质的电性差异。地表存在游散电流和高速行驶的汽车，会产生一定频率的干扰电磁波，地面混凝土中的金属网、金属护栏、隔离栏是非连续性电磁干扰体，这些干扰因素会产生较强的假异常，给探查效果和检查质量带来影响，在检查过程中，遇到此类现象将进行3次以上的探查检查，将因干扰带来的粗差剔除，并且对有条件的管线进行开井量测，结合权属资料，确保探查数据的准确性。

2．明显管线点检查

明显管线点检查采用同精度重复量测方法，使用经过检校的钢卷尺、水平尺、“L”形专用测量工具进行量测，读数至厘米。明显管线点检查中，首先检查明显管线点调查表是否填写完全，其次确认探查的管线是否按相关规程规定进行实地调查。检查中，重点检查电力电缆或通信电缆相邻管线点电缆根数发生变化的主干线;重点检查给水、排水管道埋深，管径(沟)材质突变的主干线，检查阀门、水表控制方向有疑问的主干线。

其中，供水管线明显管线点不好量测在哈尔滨市是普遍存在的现象，由于哈尔滨地处高纬度地区，冬季时间长，气温低，输水管线埋深较深，最深处可达5 m多，埋深较深的输水管线主要在平房工业区，主城区输水管线埋深在3 m左右，在冬季输水井内有干草、草垫等填充物进行保暖，为获取准确的量测值，不得不对井内的填充物进行清理并回填。

依据《CJJ 61—2003城市地下管线探测技术规程》、《CJJ/T 8—2011城市测量规范》、《GB/T 24356—2009测绘成果质量检查与验收》对管线普查明显管线点成果进行精度评定，明显管线点重复量测的埋深中误差Mtd为

式中，Δtdi为重复量测差值，n为重复量测点数。

明显管线点重复量测检查中，我站共检查约14 000个明显点，约占明显点总数的2．5%，根据差值计算中误差Mtd，其中Δtdi≤5/3 cm的重复量测点约为3800个，约占明显管线点检查的27．1%，5/3 cm≤Δtdi≤5/2 cm的重复量测点约为3200个，约占明显管线点检查的22．9%，5/2 cm≤Δtdi≤5×(2/3)cm的重复量测点约为3000个，约占明显管线点检查的21．4%，5×(2/3)cm≤Δtdi≤5 cm的重复量测点约为3860个，约占明显管线点检查的27．6%，超出限差点数约为140个，约占明显管线点检查的1%，超限的明显管线点主要集中在通信类管线。

通过重复量测明显管线点的误差分布可知，误差整体分布态势基本呈正态分布曲线，整体精度较好，虽然超限误差占1%比例，但是是在设计与规范的允许范围之内，通过整改可满足精度要求。

3．隐蔽管线点检查

隐蔽管线点探查使用RD8000PXL、RD4000PXL、PL-960等探管仪按同精度重复探查检测、探地雷达检测与钎探验证相结合的综合方法进行，由于开挖验证费时长、经费大、破坏路面基础，所以在市建委的统一安排下，对市政工程开挖路段进行地下管线的跟踪开挖验证，获取第一手资料，如图1所示。

图1 地下开挖第一手资料

在隐蔽管线点检查中，检查探查手簿是否填写完整，根据权属资料检查是否有漏探的管线，以及管线点连接关系是否正确。重点检查直埋电力电缆或通信电缆根数有疑问的管线点，直埋管线是四通还是两根管线交叉有疑问的管线点、管线密集分布、平行管线相距很近点，如热力管线，热力管线都是两根管线平行埋设，相距较近，管径较大，对热力管线的检查采取的是半幅测深的方法确定管线平面位置及埋深。重点检查管线权属单位对所探查的管线平面位置和埋深有疑问的隐蔽管线点。重点检查探查手簿，对埋深变化进行确定，并现场实地核实;重点检查综合管线图，对同一管线不合理弯曲变化进行实地确认。

依据《CJJ 61—2003城市地下管线探测技术规程》、《CJJ/T 8—2011城市测量规范》、《GB/T 24356—2009测绘成果质量检查与验收》对管线普查隐蔽管线点成果进行精度评定。

隐蔽管线点采用同精度的仪器进行探测检查时，平面位置中误差Mts和埋深中误差Mth分别按式(2)计算，不得超过限差δts和δth的0．5倍，否则测区探查精度不满足要求

式中，Δtsi为平面位置偏差;Δthi为埋深差值;n为检查点数。

限差δts和δth按式(3)计算

式中，n为隐蔽管线点总检查点数;hi为各隐蔽管线检查点管线中心埋深，单位cm;当hi＜100 cm时，取hi=100 cm。

隐蔽管线点重复探查检查中，我站共检查约12 800个隐蔽点，约占隐蔽点总数的2．5%，根据差值计算中误差Mts和Mth，其中平面位置中误差Mts≤δts/3的重复探查点约为4000个，约占隐蔽管线点检查的31．3%，δts/3≤Mts≤δts/2的重复探查点数约为8760个，约占隐蔽管线点检查的68．4%，超过限差δts的0．5倍的Mts约为40个，约占隐蔽管线点检查的0．3%;其中埋深中误差Mth≤δth/3的重复探查点数约为2900个，约占隐蔽管线点检查的22．7%，δth/3≤Mth≤δth/2的重复探查点数约为9842个，约占隐蔽管线点检查的76．9%，超过限差δth的0．5倍的Mth点数约为58个，约占隐蔽管线点检查的0．4%，主要集中在热力管线的转弯处和埋深较深的输水管线。

通过重复探测隐蔽管线点的误差分布可知，误差整体分布态势基本呈正态分布曲线，整体精度较好，虽然平面位置中误差超限占0．3%、埋深中误差超限占0．4%，是在设计与规范的允许范围之内，通过整改可满足精度要求。

设计与规范中要求隐蔽管线点的探查精度:平面位置限差δts为0．10h;埋深限差δth为0．15h(h为管线的中心埋深，单位为cm，当h＜100 cm时以100 cm计算)。但是在我站制定的检查验收实施方案中要求隐蔽管线点探查的平面位置中误差Mts和埋深中误差Mth不得超过限差δts和δth的0．5倍，所以隐蔽管线点的探查精度符合设计与规范要求。

4．管线点测量精度检查

采用实地等精度检测管线点的平面位置中误差、高程中误差、管线点与临近地物点平面位置相对中误差，通过测量数据对中误差统计，剔除粗差，评定管线测量的数学精度。

依据《CJJ 61—2003城市地下管线探测技术规程》、《CJJ/T 8—2011城市测量规范》、《GB/T 24356—2009测绘成果质量检查与验收》对管线测量成果进行质量评定。

(1)检查点高程测量中误差Mh

式中，Δhi为高程较差;n为检查点数。

(2)检查点平面位置测量中误差Md

式中，ΔXi、ΔYi为纵横坐标较差;n为检查点数。

(3)管线点与地物点相对位置精度检查

采用钢卷尺或玻璃纤维尺实地量侧管线点与临近地物点之间的相对位置精度。管线点(地物点)平面位置相对中误差MP为

式中，ΔPi为平面间距较差;n为检查点数。

管线点测量精度检查中，由于作业单位与我站检查都使用哈尔滨市CORS站，所以高程精度与平面精度较好，未出现超差现象，相对精度量测检查有个别超差现象，出现该现象原因为底图较旧，与现实地物不匹配。

5．资料质量检查

对其上交的纸质资料，采用内业分析检验的方式，检验工程依据文件、工程凭证资料、探测原始资料、探测图表、成果表，检验技术报告书(总结)的齐全性、正确性，资料整饰的规整性。在资料检查中，个别作业单位的排版出现错误，资料内容个别有错字现象。

三、检验发现主要问题分析

明显管线点重复量测检查中，试验区通信类管线量测深度超出限差的现象较多，该类管线出现超差现象较多的原因大概有以下几种:①通信管线的管块不规则;②探查人员未下井量取;③量测工具未经过检校等因素;④试验区管线探查工作中，作业人员经验不足等。以上因素都与探查人员的业务素质及责任心有关，都可避免。在以后的管线探查工程开工前，应着重对探查人员进行培训，学习相关技术设计书及技术规程。此类管线相对容易量测，也容易造成探查人员心里的麻痹大意，对于越好量测的管线越应该量取准确，此类管线在城区占有较大比例，同时也属于重要管线，由于工作疏忽和麻痹大意造成超差较多，同时影响该批成果的整体质量评定。

隐蔽管线点探查中，热力管线的拐点与埋深较深的输水管线容易出现超差现象。热力管线的拐点出现超差是因为热力管线为两根平行的管线，距离较近，管径较大，探查时容易出现互相干扰现象，对此类管线应重点探查，多次探查，并结合权属资料，就近开井将发射器置于井内的管线上，减少干扰信号，获取较多数据确定平面位置及埋深的准确性。对于埋深较深的输水管线，开井量测，跟踪扫描信号，结合权属资料，使用信号较强、频率高的探地雷达进行探查，分析雷达波谱影像等方式，综合确定其平面位置及埋深。

四、检验工作体会

在哈尔滨市“智慧管网”系统地下管线普查成果检验工作中，有以下几点体会:

1)哈尔滨属于省会城市，城市发展速度较快，地下管线种类繁多、复杂，管线探查成果的检验工作量大，在对城市地下管线成果检查验收之前，应先综合分析城市特点、气候特征、城市交通状况等客观因素，制订一套切实可行的、符合实际需要的检验计划，确保检验工作的顺利进行。

2)在哈尔滨城市“智慧管网”系统地下管线普查成果检验工作中，使用现有的仪器设备与探测方法，城市地下管线普查的精度均能达到设计与规范要求，可以为城市的管理与规划单位提供翔实的普查数据，对合理利用城市地下空间资源、提高城市规划管理水平提供准确的依据，可以为决策者决策城市未来的发展方向提供可信的基础数据。

3)影响管线普查成果质量的因素主要有:主观因素与客观因素。主观因素即人员因素，人是地下管线探测工作的主体，普查作业人员的业务水平和责任心在城市地下管线普查工作中起到重要作用，加强作业人员的责任心和职业道德培训，提高作业员的业务水平至关重要。客观因素即环境、仪器设备等因素，在管线普查中针对不同管线应使用相应的仪器设备进行探查，在经济较发达的城市，应进行错时管线普查，降低或减少客观因素对管线普查成果精度的影响。

［1］ 北京市测绘设计研究院．CJJ 61—2003城市地下管线探测技术规程［S］．北京:中国建筑工业出版社，2003．

［2］ 北京市测绘设计研究院．CJJ/T 8—2011城市测量规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2011．

［3］ GB/T 24356—2009．测绘成果质量检查与验收［S］．北京:中国建筑工业出版社，2009．