淮南市地下综合管线普查与应用

杨维超

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽 合肥230000）

0 引言

城市地下管网是保障人类生存和发展的重要基础，担负着城市生产与生活所需的物料输送以及信息传输，地下管线关系到城市的整体运行、经济发展以及居民的生活。 随着城市建设与发展的更新换代，新区与旧城的交替，新旧管线的改造与铺设，地下管线日趋复杂［1－2］。 淮南市处于安徽省境内，市区面积较大，地下管线较分散、复杂。 由于建市时间较长加之市内包括大量煤炭、化工、电力等生产企业，前期地下管线缺乏统一管理，给城市地下管线的管理工作带来了较大的难度［3］。 同时，由于地下管线探明不清和城市的快速发展，导致城区时常发生大雨内涝、管路泄漏爆炸、管线破坏导致路面和房屋塌陷等事件，严重威胁着人民群众生命财产安全和城市运行秩序［4－5］。 在城市规划管理工作中，地下管线情况将严重影响地面建设设计和施工［6］，因此，急需对淮南市地下综合管线情况进行普查。

1 工程概况

淮南市位于安徽省中北部、淮河南岸，主要以煤炭，电力等为龙头的老工业城市。 淮南市地下管线错综复杂，随着新老城区的发展，地下管线与地面建设之间的问题越来越明显，因此，急需了解淮南市地下综合管线情况。 淮南市地下综合管线普查范围包括大通区、谢家集区、八公山区、山南新区、凤台工业园、淮南经济技术开发区以及东西部第二通道，面积约为56.5 km2，管线长度为2 548.83 km。 主干管线基本布设在市区主次干道的快车道、慢车道以及人行道上，新近埋设的管线多位于快车道下，其余管线则处在慢车道和人行道下。 市区地下管线十分密集，管网纵横交错，上下重叠，部分水、煤气管线埋深较大，且煤气、给水管线材质大部分是PE、PVC，探测无信号。 此外，各种检修井水位较高，给管线探查和测量工作增加了很大难度。

2 管线探测内容与依据

2.1 管线探测内容

地下管线探测主要包括：首先，收集已有资料并对现有地下管线进行调绘和现场勘探；然后，对仪器进行检测，对探查方案进行验证并编写技术设计书；其次，对地下管线进行实地探测和测量；最后，建立地下管线数据库，形成地下综合管线图，输出和保存成果。 具体为：查明测区内给水、燃气（ 煤气、天然气等）、电力（供电、路灯、交通信号等）、通讯（中国电信、中国移动、中国联通、有线电视、电力通讯等）各种地下管线及管线附属设施的平面位置、地面高程、埋深、走向、材质、规格、条数、电压、性质等信息；测量地下管线点的坐标及高程；编写数据报告并输出各种成果资料及为地下管线信息管理系统提供合格的数据。

本测区在D 级GPS 点的基础上（1980 西安坐标系，中央子午线117°，3°带成果，2012 年2 月份施测）共布设636 个RTK 图根控制点，图根高程采用水准高程：管线点高程采用三角高程，共收测管线点99 714 个，管线长度2 548.83 km。

2.2 管线探测依据

根据《城市地下管线探测技术规程》《城市测量规范》等国家标准，控制测量采用的平面坐标系统为国家西安80 坐标系，1985 国家高程基准，地形图等高距为1 m。 综合管线成果的背景图为1 ∶1000的电子图，经与实地比对，地形图精度符合《城市地下管线探测技术规程》 的要求。 从现有资料可知，通讯、电力、燃气公司未提供调绘图，热力公司提供的资料齐全。 从现场踏勘及探测情况看，部分道路管线调绘资料位置较准确，个别路段管线资料仅为示意绘制，与实地相差比较大。 此外，个别管线分支无资料，且存在连接关系错误等，新改造路段基本无新改造管线资料。 由于权属单位提供的资料不全，权属单位必须派人现场指认。

3 管线图绘制工艺流程

数据处理主要使用华东冶金自主开发基于CAD 平台的《普查之星2013 地下管线智能成图系统》，该系统可对实测采集的数据进行整理，并能输出相应的数据格式。 该处理软件经二次开发，有功能强大、操作方便、界面友好、易学易用、接口灵活的优点。 内业工作流程需要保证工序顺利衔接，提高质量与效率。 内业工作流程如图1 所示。

图1 业内工作流程图

4 主要技术方法

4.1 管线图编绘方法

管线图主要绘制步骤如下：（1） 地下管线图的编绘以地形图作为背景图，采用华东冶金自主知识产权的《普查之星2013 地下管线智能成图系统》，在AutoCAD 2004 平台上完成，主要工作为：数据录入与导入、管线自动成图和图库联动修改，保证编绘工作的效率和质量；（2） 将《地下管线探测记录表》输入到计算机中， 确保与外业数据无误后， 进行100%逻辑检查，逻辑检查中发现错误的，必须进行核对并修改，确认无误后方可入库；（3）将地下管线点测量的坐标数据也导入到《普查之星2013 地下管线智能成图系统》中；（4）根据探查属性信息和测量空间信息自动生成管线图，叠加到地形图后，将管线图交外业检查，发现错误的即时改正。

4.2 管线图编绘成果输出

在管线资料数据库的基础上，利用软件的管线成图功能形成初步管线草图，对管线的分布和关系进行核实检查。 外业检查和数据核对无误差时，生成正式的地下管线总图。 主要步骤为：第一步，以1∶500 比例尺地形图进行图层合并；第二步，把管线总图进行分幅，以数字地形图作为背景地图导入叠加管线分幅图，进行图上点号编辑、综合管线标注和扯旗标注，生成综合管线图。

5 成果与应用

5.1 质量保证措施

5.1.1 质量管理对策

为了杜绝工程质量事故，实现顾客质量投诉率为零，因此围绕以上总体质量目标，建立了质量保证体系，执行《质量手册》和相关程序文件。 针对每一个过程需要开展的质量活动，普查过程中确定并采取了有效的控制措施和方法，如表1 所示。

表1 质量管理措施

5.1.2 质量控制的实施

质量控制实施主要过程如下：

（1）普查人员培训：探查工作开始前制定工作计划、探测方案与施工细则；对参加的工程人员进行了严格的技术培训，组织学习与本工程有关各类技术文件；在施工前统一技术标准和作业规范。

（2）仪器管理：通过对试验工作区物探仪器一致性校验，确定了普查工程探测技术及有关工作参数，确保管线探测仪正常使用，并请专门机构对所投入的测量仪器进行了专业鉴定。 在外业施工期间，作业人员对其使用的仪器设备进行经常性的检查和维护，使仪器处于正常的工作状态。

（3）资料分析：施工前收集对本次管线普查有关的各种资料（调绘资料、控制资料、地形图件等），并对其进行逐项的必要分析，确定该批资料的可利用程度。

（4）流程控制：施工前制定科学严谨的工作流程，明确各工序间的衔接和分工责任；每道工序的成果经检查合格后，方可交付下一道工序使用，杜绝不合格产品继续使用。

（5）质量检查：严格执行三级检查制度，即各台组在施工过程中严格自检、互检，确保所出成果质量。

5.2 质量检查

为了确保工程质量，本次普查工程严格执行《城市地下管线探测技术规程》等规定，认真进行三级物探检查，探查结果如表2 所示。

5.3 应用结果与评价

抽查的各类原始记录、探查工作草图及图幅接边等情况表明，该工作流程能反映管线实际赋存状况，最终的普查结果基本符合《城市地下管线探测技术规程》 要求。 随机抽样检查工作量按照《淮南市地下管线探测技术规程》和监理的要求进行。结果表明：总检查量大于5%，并抽取了60%的原始记录进行检查；100%的工作草图进行实地核对，接边图幅全部在实地进行接边探测检查和100%的机助草图与工作草图核对。 主要应用与探查结果如下：

表2 三级检查内容和工作量分配统计表

（1）主要应用精度统计。 明显点重复量测检查：明显点总数6 1937 个，检查点3 211 个，占明显点总数的5.2%，中误差2.04 cm，合格率99.31%。隐蔽点重复探测检查结果为：隐藏点总数37 777个，检查点2 006 个，占隐藏点总数的5.3%；平面定位中误差3.11 cm，限差13.09 cm；测深中误差5.08 cm，限差23.64 cm，合格率99.26%。

（2）应用测量结果。 在测量施工结束后，各小组首先进行自检，自检结果经技术负责人员检查合格后，各小组再进行交叉互检。 互检结果经审核合格后由项目部组织、项目经理负责、测量技术员负责具体实施进行项目部检查。 按照分布均匀、选择合理的原则，对精度较差的控制点进行二次重点筛查，各项检查设站比例均不低于5%。

平面测量检查：测区内共布设RTK 控制点636个，采用全站仪重复抽样检查47 个点位，检查比例占总数的7.4%，检查点位平面误差为1.8 cm，高程误差为1.4 cm。 管线点重复检查：管线点重复测量检查量5 401 个，总点数99 714 个，检查比例为5.41%。 经计算得：点位平面中误差：Ms±2.32 cm；高程中误差：Mh±1.44 cm。 管线点重复设站检查点位中误差小于Ms±5 cm，高程中误差小于Mh±3 cm。

（3）质量评价与问题处理措施。 部分给水，大部分燃气PE、PVC 管属于非金属管线，电磁法无法准确定位定深，因此根据主要调绘资料，局部地区采用钎探或开挖方法重点验证。 另有部分路段发现燃气标示牌，但无探测信号及调绘资料，现场无明显点或有明显点（孤点） 无法推断出走向。 数据库检查有个别超长点，主要原因为非开挖管线，埋深较大，处于土 堆 施 工 区 中 （ 图 幅 号07. 25 － 01. 00， 点 号js028235）不能准确探测中间线段的深度和平面位置，因此出现管线点超长现象（图2）。 本测区部分电力井、信息井井内积水严重，给水分支阀门及燃气凝水井无法直接量测，埋深采用管线仪探测。 本测区存在部分井盖被封死、占压等情况，无法直接量测，因此需要根据前后及周边管线情况推断。 本测区部分管线段由于信号较差，现有的探测设备及探测技术有限，无法探测。 市政府北侧和悦大街下穿桥附近有雨水水井，井深较深，未能探明管径与方向（图 幅 号 07. 25 － 01. 00， 点 号 ys028955， 点 号ys058943，可能为雨水主管，与北侧泵站相连）。 对重要路段进行机械化开挖时，应在本次普查结果的基础上再采取必要手段进一步详细查证管线信息。

6 结论

随着当前社会的不断进步和经济的飞速发展，城市新老区域规划建设的更新换代，地下管线交接更替。 为了进一步确保城市地下管线资料的实用性、有效性、现实性等要求，加强各管线单位的综合管理，需要在完整的管线信息系统管理基础上进一步实现动态管理，为 “数字淮南” 的建立奠定坚实的基础。 淮南市地下综合管线普查工程作业达到《城市测量规范》和《城市地下管线探测技术规程》的要求，测区内各项指标的统计精度均符合规定要求，探测结果的数据质量可靠性强。 淮南市在地下管线普查工作中总结的探测技术方法及经验，可为后期进一步开展淮南市其他区域管线普查提供有益借鉴。

图2 淮南市综合地下管线总图