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摘要:近年来,随着城市化的不断发展,敷设的地下管线也在不断增多,做好地下管线的现状摸查,可以为城市地下空间的合理开发利用、综合管理、城市数字化、智慧城市建设等奠定坚实的基础。城市地下管线种类多,涉及给水、排水、燃气、电力、供热、通信、工业等众多领域,用单一的方法无法完整地探测管线的空间状态;因此,要做好地下管线的探查工作,首先要弄清各种专业管线的种类、规格、材质及其设计施工要求等,以便选择合适的探测仪器和方法,保证地下管线探查的质量和效率。
关键词:地下管线;探测;技术
城市空间基础地理信息的重要组成部分是城市地下管线。我国目前城市化快速发展,在保障社会经济平稳有序发展和城市地下和地上空间高效利用开发方面,地下管线发挥着其越来越重要的作用。科学地设计规划和建设地下管线是将来成功高效利用城市地下空间的重要前提,是城市健康、绿色、协调和可持续发展,高效应对经济突发事件的重要保障。
1地下管线分类及管线探测基本要求
1.1地下管线分类
根据《城市地下管线探测技术规程》把城市市政地下管线分为供水、排水、燃气、电信、电力、工业、其他管线8大类,共约22个小类。随着城市管理的细化,未来种类可能会更多。
1.2地下管线探测基本要求及方法
(1)管线探测基本内容有:平面控制测量(精度±5cm)、高程控制测量(精度±5cm)、地形图测量、管线点测量、管线图绘制、管线成果编制、管线信息录入等。
(2)管线点测量方法主要有极坐标法、GPSRTK法、交会法、几何测量法。
(3)地下管线探测中采用的物探方法主要包括电磁法、地质雷达法、示踪法、高精度磁法、高密度电法、浅层地震波法等,其中电磁法、地质雷达法和示踪法是目前地下管线探测中最常用、最有效的方法。
1.3探测原则
为了保证地下管线摸查全面可靠,采用以下探测原则:
(1)首先对测区进行初步勘查,从而了解管线的大致分布情况,为以后的系统摸查打下基础。勘查工作由经验丰富、比较熟悉当地情况的测量人员利用地形图到现场通过查看或向管线产权单位、街道询问,初步标出管线分布,确立摸查的重点与难点,以避免摸查的盲目性。
(2)遵循从简单到复杂、先易后难、先浅后深、从已知到未知的原则。在开展管线摸查时,首先选择管线少、干扰小、条件比较简单的区域开始,然后逐步推进到相对条件比较复杂的地区;同时将探测方法在已知地下管线埋设的地方进行试验,评价其方法的有效性和精度,然后推广到未知区域开展探查工作。
(3)遵循“从主干线到次支线”的原则。首先从主干线开始摸查,然后顺藤摸瓜、追根溯源。
2城市地下管线探测与管理技术存在的问题
2.1城市地下管线信息数据成果质量监管制度要健全与完善
城市地下管线数据信息档案材料不准确、不全面、碎片化、离散化,格式混乱,信息数据未统一标准,致使数据信息查找困难,无法共享,工程建设过程事故现象时有发生。如何完善城市地下管线信息成果和质量监控保障机制是需要尽快加以解决的突出问题之一。
2.2城市地下管线急需科学设计规划和有效监管
在我国目前城市建设中,长时间存在重视地上、轻视地下,重视审批环节、轻视监管环节,重视建设、轻视后期养护的现象与倾向,而且这种现象长时期没有得到改变。在隐蔽性强的城市地下管网建设中这种倾向体现得更加明显、更加突出。
2.3城市地下管线管理信息化需要继续推进
专业城市地下管线数据信息是在城市地下管线基础数据信息的前提下增添了具有针对性和专业性的内容,城市专业管线管理的服务范围比城市综合管线管理扩大许多。然而,重视建设,对管线养护不足的突出问题仍然存在,城市地下管线建设完工后便常年无人问津,致使城市专业地下管网由于后期运营维护管理不足而发生故障和事故的现象时有发生。
3城市地下管线探测技术的应用
3.1物探技术的运用
1)电磁法探测
在地下管线探测中,最主要应用的就是电磁感应法。其主要物性基础是地下管线与周围介质导电性以及导磁性的差异,以电子感应原理进行观测,同时对电磁场空间以及时间的分布规律为研究对象,从而达到寻找地下管线的目的。在利用地下管线探测时,依靠主动或被动的场源激发,在管线中形成电流,管线中的电流就会在其周围空间产生同频率的交变电磁场,利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布,根据电磁场的分布特征,确定管线空间位置。
2)地质雷达法探测
在地下管线探测中,地质雷达探测法是另一种较为常用的探测方法,其主要是利用地下管线与周围介质之间的物性差异来进行探测的,这是一种非破坏性的探测仪器,对地下介质分布的探测主要是利用高频电磁波,通过对剖面进行扫描,从而获得地下剖面的扫描图像来进行地下管线的探测的。
3)示踪法探测
示踪法主要是探查有出入口的非金属管道,该方法是将示踪探头伸入管道中,在地面上通过接收机接收探头的一次场信号,根据地面接收机的信号强弱判定管线的大致走向和埋深。该方法只能对无压力的管道,且有出入口,操作相对比较麻烦,效率较低,只有在常规方法无效的情况下才使用,对查找排水管道的预留口该方法比较有效、适用。该方法可探测的管线包括:无压力的排水预留管道(主要是确定排水管道的预留口位置)、过路套管等。
4)扫描(盲探)法探测
根据管线探测的基本要求,为防止漏掉一些管线分支及不易察觉的管线异常,我们对测区内部分区域进行了扫描(盲探)法探测。本次工作采用英国产的RD8000型管线探测仪进行圆形扫描(盲探)工作,用感应法进行探测。工作时保持发射机位置固定,接收机在距发射机适当距离的位置上,以发射机为中心,沿圆形路线扫测。水平偶极发射时,扫测要注意发射线圈与接收线圈对准成一条直线。当接收机发现异常时,利用“70%”测深法进行定位定深;然后两机互换位置,将该异常追踪到已知属性的管线上。
3.2内外业探测一体化
二十世纪九十年代后期,我国城市地下管线需求量继续增大和信息化进程的不断推进,尤其是“数字化全球”理念的提出,数字化城市建设步伐越来越快。九六年广州市在城市地下管线的普查中第一次做出了提升施工作业效率和城市地下管网探测、数据信息建库处理、城市地下管网一体化自动成图的要求。内外业一体化探测技术中,城市地下管网探测中基本方法是物探技术,城市地下管网数据信息采集获取的关键手段是数字信息测绘技术。内外业一体化探测技术在城市地下管网建设中得到了发展和普及。一是城市地下管网探测的物探方法和设备逐渐提高和完善,技术含量也逐渐提高。二是数字信息化测绘越来越普及,施工作业效率不断提高,智能化和信息化程度越来越高。三是GPS(RTK)、GIS技术运用越来越深入,地理空间信息获取效率表现能力逐渐加强。
3.3地下管线点测量
地下管线控制测量。地下管线控制测量应在城市的等级控制网的基础上布设图根导线点。城市等级控制点密度不足时应按现行的行业标准《城市测量规范》(CJJ/T8-2011)的要求加密等级控制点。
通过对地下管线技术的不断研究与应用,我国已经大体上建立起了城市地下管网信息化管理技术体系,提出了完整的城市地下管线信息化综合解决方案。伴随着城市地下管线的信息化进程不断推进,城市地下管线探测与管理技术一定能够继续提高和完善。
参考文献:
[1]李学军,洪立波.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J].城市勘测,2010,04:5-11.
[2]王勇.城市地下管线探测技术方法研究与应用[D].吉林大学,2012.