地下管线测量的方法和质量控制要点

地下管线测量的方法和质量控制要点1为确保信息准确，请作者在此处填写上姓名、工作单位、当地邮编2、如果有需要修稿的地方，请您用红色字体标注并写上修改建议后回传！老师写的都是保证能审核通过的，而且怕你们答辩，所以都是偏于理论的，要是您觉得有不合适的地方可以自己适当修改一些。毕竟老师没有参与过作者的项目，写不了他们想要的，但是不影响评职称就可以了摘要：城市地下管线信息在城市规划、建设、管理、日常生活已是不可或缺的一部分，它为城市的正常运作提供了必须的保障。通过地下管线测量，有利于掌握新旧地下管线现状分布情况；建立城市地下管线信息系统，有利于城市地下管线科学的管理和应用，有利于加快数字化城市的建设步伐，这将是当前管网研究、管理、应用的基本方向。关键词：地下管线；测量方法；质量控制引言如果将城市比作一个人的话，城市地下管线则相当于人体中的血管，通过地下管线将人们生活生产所需的给水、排水、燃气、供暖、电信、电力等供应到户，城市地下管线错综复杂，通过对城市地下管线进行测量，掌握第一手的地下管线数据，能够为数字城市建设以及后期的检修、抢修等一系列的活动带来方便。一、城市地下管线测量的重要性随着城市建设高速发展与落后的管理手段之间的矛盾不断突出，城市地下管线的发展形式将日趋多样、复杂化。所以，我们必须尽快摆脱现状，从城市发展的战略高度，以最合理、经济的普查方式，按照城市规划管理的要求，获取地下管线现状的数据，及时更新并建立城市地下管线信息系统，实现现代化和科学化的管理。从而保证其城市“生命线”的正常运行，满足人们生产、生活、学习、建设的需要。地下管线的种类有：供水、排水（雨水、污水）、燃气（煤气、天然气、液化石油汽）、热力、电信、广播电视、电力、照明电缆、工业管沟等地下（沟）道和电缆管线、防空地下通道、地下铁路等交通廊道以及其他穿越公用道路的输送排放工业生产各种物料的专业性管道。在城市规划、设计、施工及管理工作中，如果没有完整准确的地下管线信息，将直接影响工作的进度和质量，甚至造成重大事故和损失。而事实上因城市地下管线埋设情况不清、普遍过时、没有及时更新数据导致管线损坏的施工事故不断发生，因此给企业生产、人民生活造成的财产生命损失难以估算。二、地下测量管线的测量方法随着科技的发展，城市地下管线测量的方法现今已经较为成熟，例如：使用电磁波进行测量、静态、快速静态和动态GPS测量等方法。对于地下管线的测量主要可以分为对于地下管线上方已经完成土方填埋作业的管线和对还未完成土方填埋作业的地下管线，对于未完成填土的地下管线可以直接根据管线的特征点来完成测量，而对于已经完成填土作业的管线则无法通过直接测量来完成测量工作，则需要通过使用物探、调查等方法将地下管网的空间特性正确反映到地面，而后通过测绘将管网绘制在图纸上。1、未进行土方填埋作业的地下管线测量方法（跟踪测量）对于未进行土方填埋作业的地下管线的测量，由于没有土方阻挡，对于管线的走向较为清晰，测量相对简单，具有以下特点：1.1由于管线未完工，需要在施工的同时进行跟踪测量工作，根据施工地方的不同，需要在不同的地段进行空间属性测量，对于管线的走向无法进行预测。1.2同时要确保测量数据的准确性，由于地下管线的施工工期紧，在完成地下管线布设后需要尽快完成土方的覆盖，没有足够的时间进行测量，因此，测量工作需要保证其准确性，在测量完成后需要再进行一次复检，从而保证其测量数据的准确性。1.3对于控制点的选取需要确保保存性，由于控制点分布在施工工地，造成控制点可能会由于各种原因造成控制点的消失，同时由于施工周期较为漫长，因此，在选取控制点时需要从便于保存、能反复多次使用等方面多加考虑。同时在城市地下管线开始测量前先要进行资料的收集工作，特别是需要测量路段的管线的设计图，其能够有效的提高城市地下管线测量工作的准确性和效率，一般的测量采用的是：①在市区周边建筑较多的地区多采用的是全站仪直接施测管道各种特征点处的外顶或内底高及平面位置，②而对于在市郊建筑物较为稀疏的地区则可以使用GPS、RTK等技术来对管道的特征点进行测量从而建立起相应的三维坐标。2、对于已完成城市地下管线建设的路段采用的测量方法对于已经完成建设的城市地下管线，由于其上覆盖有厚厚的土层，对测量工作带来了比较大的困难，因此，在进行地下管线的测量工作时需要使用物探方法对测量地下的管线的类别、管线的管径以及管（沟）内底高、管外项高等项目进行先期测量，并在测量图纸上进行标出，而后在绘制地图的基础上使用全站仪或RTK测定各特征点的三维坐标，并将测量后的数据导入到相应的软件中，并在地形图上进行相应的处理工作。相对于未完成土方作业的地下管线，除了具有其测量周期长、管线多等特点外，还具有测量时周围环境干扰因素较多、管线测量由于土层的影响造成测量精度有误差等。2.1城市地下金属管线的测量城市地下管线分为金属地下管线和非金属地下管线两种，对于金属地下管线的测量多使用的是管线探测仪来进行地下管线的测量工作，其结构是由发射和接收两个部分组成，其中发射部分通过发射高频电磁脉冲信号，这些信号施加到金属地下管线时产生感应电流，感应电流又形成二次交变磁场，接收机接收管线的二次交变磁场，从而对地下金属管线的走向和埋深进行测量。2.2城市地下非金属管线的测量非金属地下管线探测不同于金属地下管线探测，无法使用管线探测仪来进行测量，需要使用探地雷达的电磁反射波或地震勘探法的弹性波来进行测量，通过对雷达反射波的传播的时间和强度进行测量，并将接收到的数据经过计算机的处理后得出相应的地下断面的影象，查明地下管线位置；或在明显管线点施加地震波，通过拾取沿管线传播的地震波来查明地下管线的位置及埋深。非金属地下管线也可以通过调查明显点的方式推断管线走向，而后通过钎探的方式确定其埋深及走向。三、影响地下管线测量因素分析及质量控制的措施由于地下管线测量较为复杂，影响因素较多，根据影响因素的类型通常将这些影响因素分为人员、机具、方法和环境等方面.其中人员是进行地下管线测量的主体，测量人员需要具有相应的专业能力以及责任心，才能完好的做好测量工作，测量工具的精确度是影响测量质量的另一个重要因素，测量工序的正确与否是影响测量质量的直接环节，而周边环境对于管线的测量有着重要的影响作用。1、影响地下管线测量因素1.1人为因素作为地下管线测量工程主体，人的因素是影响测量质量最主要因素，因此，应保证所有从事地下管线测量工作的人员必须具备相应能力，同时具备很强的专业素质及责任心。1.2设备因素在选择具体的地下管线测量设备时，应充分分析管线埋设方式、埋设深度及管线材质、管线与环境的物性差异等因素，确保其精度符合探测精度需求。1.3方法的因素在对地下管线进行探测过程中，其方法主要指所采取组织措施、工艺流程、技术方案、施工组织设计以及探测手段等内容，所选用的技术方案好坏将对工程质量产生决定性影响，技术方案选择不合理也可能增加项目成本，从而影响探测工程经济效益。1.4环境因素环境因素通常包括地面交通、地面金属护栏、电磁干扰、地下管线附属物保存情况以及地面平整性等因素。2、质量控制措施2.1为防止探测仪器本身存在的某种不足而影响探测质量的，在探测前对探测仪进行一致性对比试验，以确定该仪器改正系数。2.2对由于直埋管线土质情况不同，而影响到管线探测精度的，需进行一定数量开挖验证，或在能准确定深位置进行探测验证，以确定是否需加埋深和平面位置改正系数。2.3由于探测仪器探测效果受管道埋深影响较大，尤其是应用感应法探测时，深埋管线能接收到的信号很弱，探测效果一般不太理想。2.4由于管线材质及导电性能不同，对不同材质管线需选择合适的探测仪器进行探测。比如金属管道和电缆可用一般的管线探测仪即可以探测，但不适用于非金属管道，非金属管线一般可用地质雷达、弹性波进行探测，但目前价格较为昂贵，施工效率低下。2.5地下管线中经常遇到并行管线的情况。由于地下管线具有排列相对密集、种类各异，所以探测这类管线主要是避开相邻管线干扰。在探测中有时只能判断出大致有几条管线，但无法有效地确定其位置和埋深，此时可根据情况，采用压线法来确定平行管线的平面和埋深。压线法是利用发射机发射圈正交于干扰管线，不向干扰管线施加信号的特性，灵活改变发射机放置位置，抑制非目标管线信号，达到加强目标管线信号的方法进行管线探测的特殊探测方法。2.6地下管线探测时还会遇到管线上下重叠情况。对于金属管道重叠，当用电磁法探测时，由于重叠管线间相互干扰，观测异常为上下管道的异常叠加，用电磁法可对其进行精确定位，而在定深上误差较大。但是重叠管线不可能总是重叠，一般可在分叉处分别定深，推算出重叠处的管道深度，也可在旁侧其他管线的小室内，把侧壁当做地面，对重叠管线进行定位，通过量取重叠管线位置获取重叠管线的各自深度。四、RTK技术在地下管线测量中的应用1、RTK的原理GPS-RTK定位技术主要基于载波相位观测值的实时性动态定位手段而实时得到被测站点在参照坐标系中的定位结果，并达到厘米级的精度。RTK管线测量作业时不需要搭建管线测量平面控制网，只需要直接进行GPS测量数据收集，然后测量数据换算为本地坐标数据即可。同时用RTK技术进行地下管线测量时，受到场地地形的限制较小，对通视条件的要求低，夜晚也可以作业，非常适合做地下管线覆土施工前的测量以及地下管道施工验收阶段测量。2、RTK测量设备RTK测量过程主要设备分为基准站和流动站：2.1基准站的组成GPS信号接收机及其天线设备，用于接收GPS卫星信号，获得实时三维坐标值；无线电传输设备，包括短距电台、蜂窝（手机）通讯模块及无线发射天线，用于发射基站定位无线电信号；电子手簿，用于设置调校基准站和电台及其它设备的各项工作参数。2.2流动站的组成GPS信号接收机及其天线设备用于接收GPS卫星信号，获得三维坐标值；无线电接收电台及其天线设备用于接收基准站电台发射的无线电信号；电子手簿用于设置调校流动站和接受电台的各项参数，通过手簿进行各项测量工作的控制与执行。3、RTK测量过程在RTK作业现场，基准站通过无线数据链将观测值和坐标信息发给流动信息接收处理站，流动站同时采集实时的GPS数据，然后结合所有数据进行计算，通过差分校正，输出定位结果，耗时极短。因为数据采集时间和运算时间均达到了秒级，所以流动站可处于静止或运动状态，基准站和流动站同时获取GPS定位信号，然后将基准站所测得的三维位置与该点已知值进行比较而获得误差值，再去修正动态接收机所测得的实时位置数据。4、GPS-RTK技术的优点第一，定位精度高，有效测量距离长；第二，受天气状况影响极小，可以全天候条件工作；第三，观测站之间不要求必须通视，减少测量时间与费用，同时使观测点位的选择更为灵活；第四，操作简便，自动化程度高。在测绘定位中测量人员主要的工作劳动是安装并开关机、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作均由仪器自动完成；第五，观测时间短，随着系统的不断完善，在数据采集中就已经达到了几秒就可以测定一个点位的速度，大大缩短了整个测量施工周期。5、GPS-RTK技术在管线测量中局限性5.1RTK的基础是GPS定位技术，这就必须要保证对GPS卫星的连续跟踪以及跟踪卫星的数目满足要求，在作业时需要将测量点选在地势高或开阔的地方，有一定的局限性。5.2使用中必须时刻关注各类信号的接收情况，避免发生测量数据的不正确采集，影响测量成果的稳定性，对人员素质要求较高。5.3由于RTK定位较容易受卫星状况、天气状况的影响，故RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪，需要进行差分校准和重复测量校准。5.4RTK系统的各个部件都需要精心保护和经常维护，以确保产生准确无误的测量数据和仪器的长期服役使用。5.5RTK作业模式下，流动站能否持续、稳定地接收基准站播发的无线通讯数据是测量成败的关键。城市中林立的水泥建筑物以及复杂无线电磁干扰环境，会影响RTK作业。随着新的通讯技术（3G、4G）的发展和普及，RTK作业时的无线通讯稳定性有了长足的进步，但是仍然有一定的局限性，要求测量人员具有一定的经验，在作业时通过实际操作提高