九江县城区地下管线探测技术总结

九江县城区地下管线探测技术总结
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第一章工程概况
1.1工程的目的、工作内容和范围
为了满足九江县城市规划、设计和建设工作的需要，加快城市规划建设工作的正规化、科学化、现代化进程，提高城市管理水平，确保城市重要基础设施，特别是地下管线的安全运行，九江县建设局（以下简称甲方）要求高起点、高标准、高质量、高效率的开展九江县城区范围内地下管线探查工作，完整系统地查明测区内地下管线现状，形成一套完整统一的地下管网资料，建立九江县地下管网信息系统，确保实现城市管网数据的整合和数据的动态管理，提高城市管理效率，为今后工程的设计、施工提供完整准确的地下管线资料。

为城市可持续发展及减灾防灾提供决策支持。

我院受九江县建设局委托对市区主干道路上的所有地下管线进行普查,并按合同要求于2008年5月20日组织了大量人力和设备进驻测区进行探测。

本次探查的地下管线范围包括九江县城区域道路、街巷（大于3.5米）规划红线范围内的地下管线。

机关单位、工厂、院校庭院及住宅小区内部不查；正在拆迁待成片改造的旧街区或待开发的小区内部不查；但穿越单位的地下管线须查清管线连接关系，并标注有关说明。

本次地下管线探查的主要工作内容包括：已有地下管线的现状调绘及资料的收集、地下管线实地调查、地下管线探测、地下管线测量、地下管线数据库的建立、地下管线图编绘及成果表编制以及成果检查与归档；对城区地下管线数据库进行设计、系统功能开发，转换程序设计、管线数据入库，数据库平台软件采用 SQL Server, GIS平台软件采用AutoCAD 2008。

建立九江县城区地下管线信息管理系统：实现管线数据
存储与更新、查询、统计及图件输出，提供管线工程规划综合、任意断面生成与分析、事故影响区域分析、管线交叉分析、管线工程辅助设计、对外服务等功能。

1.2测区地理位置、物理特征及施工环境
1.2.1地理位置
九江县地处江西省的北部，长江南岸，毗邻著名风景区庐山，本次地下管线探查区域为九江县城区，测区位置位于东经115°52′24″～115°54′44″，北纬29°35′13″～29°37′36″，总面积约15平方公里。

该区属丘陵，地形起伏不大，地处中亚热带向北亚热带过渡区，年平均气温16－17°Ｃ；年降雨量1300－1600毫米，其中40％以上集中在第二季度；年无霜期239－266天，年平均雾日在16天以下。

季节分明，气候温和，雨量充沛，日照充足。

1.2.2测区地球物理特征
通过现场踏勘与分析，该测区地球物理特征如下：
1、金属管线与周围介质具有明显的电性差异。

测区内部分给水管线为金属材质，分布在主要道路及其它干道上，为水泥、沥青或土质所覆盖。

金属管线具有很好的导电性，与周围高阻介质之间有明显的电性差异，这种差异是用电磁法探测金属地下管线的物性基础。

2、非金属管道与周围介质存在一定的物性差异。

测区内大部分排水及给水管线的材质为砼等非金属材料。

非金属管线多以坚硬均匀的物质构成，与周围松散、硬度不一的介质之间存在着介电性和弹性等物性差异，利用高频电磁波法（探地雷达）和研究其波速（地震）的差异可达到探测非金属管线的目的。

3、高阻金属管线与周围介质在一定条件下亦能呈现电性差异。

电性较好的金属管之间用绝缘物（垫圈）隔开或锈蚀严重的金属管，其在一定情况下表现出高阻现象，但采用穿透性较好的高频电磁波法能有效的分辨其与周围介质的电性差异。

总之，本测区地下管线与周围介质存在明显的物性差异，具备用物探方法施工的前提条件。

1.2.3施工环境
测区内的地下管线种类有给水、雨水、污水、电力、路灯、通信（包括多家权属单位）、公安交警、电视等，无管线现状调绘资料。

管线基本布设在城区主要干道两侧人行道下，管线比较密集，部分排水管道穿越未改造居民区房屋地下，而且多为砼砌暗沟。

一些路段正在进行改造，重新铺设新的管线，部分给水管线材质是砼和PVC材质，信号不好，给探查和测量工作增加了难度。

1.3投入的技术力量及设备
1.3.1技术力量
本工程拟投入物探组5个，测量组2个，内业组3个，质量检查组2个，系统开发组1个，共计26人，项目由物探高级工程师黄利权负责（兼技术负责），生产组织架构见下图1，主要技术人员见表1.3.1。

物勘院
总工办
项目
经理部
物探一组物探
二组
物探
四组
物探
五组
控制
测量组
物探
三组
测量
组
内业
一组
内业
二组
内业
二组
质检
安全组
系统
开发组
图1：生产组织架构图
1.3.2施工中投入的主要设备
在本次管线普查中，投入的主要设备有管线探测仪、全站仪、计算机、绘图仪等仪器设备共计19台套，详细清单见表1.3.2。

1.4 工期及完成的工作量
1.4.1施工日期
我院于2008年5月17日进驻施工现场，18日开始进行仪器一致性校验及探测方法的有效性试验和测区踏勘，进行设计书的编写工作，在得到九江县建设局对设计方案审查通过后，于2008年5月20日开展野
外探测工作。

于2008年7月20日提交排水专业管线图，8月10日提交给水专业管线图并根据权属单位审核意见进行全面整改，于2008年8月20日正式提交成果资料。

1.4.2完成的工作量
1．布设了GPS点7个，I级导线控制点55个, II级导线控制点44个，导线总长度22.51km。

2．普查区内地下管线密集，在15平方公里普查范围内，共探测管线311.28公里,各类管线点13678个。

详见表 1.4.2.1
3. 完成有管线的图幅面积9.9平方公里，编绘了1:500 综合管线图198幅，各类专业管线图871幅。

3
普查面积平均每平方公里分布有管线20.7公里。

完成管线点13678个，其中明显点7807个，隐蔽点5871个。

普查区平均点距为22.7米，管线密集程度密集。

4.对东泉路、庐山北路、沙城路、庐山东路三支巷等因建设而引起地形变化较大的路段进行了道路边线补测，补测线路长度12公里。

5.完成了九江县城区地下管线数据库的设计、系统功能的开发，管线数据入库，建立了九江县城区地下管线信息管理系统。

第二章技术标准
2.1作业的标准、依据
（1）《九江县城区地下管线探测合同书》以下简称《合同书》
（2） CJJ61-2003《城市地下管线探测技术规程》以下简称《规程》（3） CJJ8-99《城市测量规范》以下简称《规范》
（4） GB/T7929-1995《1：500，1：1000，1：2000地形图图式》以下简称《图式》
（5） CJJ100-2004《城市基础地理信息系统技术规范》
（6）《九江县地下管线普查技术规程》以下简称《普查规程》
（7）《九江县城区地下管线探测技术设计书》以下简称《设计书》
2.2坐标和高程的起算依据
1、坐标采用：54北京坐标系
2、高程采用：85国家高程基准
第三章. 物探技术方法及实施
3.1工作原理及方法技术
这次管线探测工作本院采用电磁波频率范围宽、性能稳定、分辨率高的英国RD433PXL2管线探测仪、RD4000PXL,瑞典RAMAC／GPR型探地雷达等仪器设备配合使用进行探测。

3.1.1 RD433PXL2管线探测仪。

其工作频率为512Hz、1kHz、8kHz、33kHz、65kHz，应用范围广泛。

由于其工作频带宽，可用其高频探测连通较差的金属管线及带钢筋网的水泥管线（深度小于1米）的探测。

用RD433PXL2型管线探测仪，可采用直读法、特征点法、70%法等。

3.1.2 RD4000PXL管线探测仪。

其工作频率为8Hz、33Hz、65kHz，该类仪器性能稳定，效率高，功率大，精度高，可用于金属管线的探测。

探测方法主要采用直接法、感应法、夹钳法及被动源法。

3.1.3 RAMAC／GPR型探地雷达。

该仪器是利用高频电磁波束的反射来探测目标体的。

其方法是要求测线垂直管状目标体连续扫描，在目标体上方接收到来自管状目标体的反射回波。

可用于金属、非金属管道（沟）的探查。

以上各种仪器的探测功能各有所长，功能互补，在作业时需根据实际情况选择确定。

3.2仪器选择与一致性校验及探测方法试验
根据《规程》要求，在开展地下管线探测前，组织技术人员对测区内给水、电力、通信等管线进行了探测方法试验，并对投入作业的探测仪器进行了一致性对比试验。

通过试验确定仪器一致性对比良好，性能稳定，校验结果达到《规程》要求，探测仪器可投入本测区工程使用。

通过对不同管类，不同埋深，不同工作频率，不同激发及收发间距的实验。

实验结果表明，本区给水探测有条件的采用直接法，效果明显，精度高。

通讯线缆在多根条件下以夹钳法效果最好，感应法效果差。

在单一线缆情况下，夹钳法和感应法均有良好效果。

从实验结果看，各管线工作频率均以65KHZ为好。

其信号稳定，抗干扰强，探测精度高。

埋深测定以70%法效果好，与实际偏差不大，满足《规程》要求。

详情见《方法试验及仪器一致性试验报告》。

3.3管线点编号及标注
3.3.1管线点编号
各类管线点的编号由各管类代码及数码组成，例如：“J10”，其中J为给水代码，“10”为该给水管线的外业编号。

各类管线点编号全区为唯一。

外业探测成果现场记录于《地下管线探查记录表》，表中各项内容实地填写，准确、字迹清晰、工整，严禁涂改和伪造。

各种管类代码及权属单位简称详见附表一
3.3.2管线点标注
各类管线的定位点，均以管（沟）道的几何中心和附属物的几何中心为准。

沟道宽度≥1.5m管（沟）道在图上用双线标示，物探管线点位定于其几何中心位置，在管线图中不进行连线表示，只保留其点位及符号，但相关属性须入库，并进行图形关联。

1.5m以下的定位于管沟几何
中心位置，排水沟的埋深是以管沟内底至地面，其他管沟如电力管沟的埋深以管沟顶外顶至地面。

一井多盖或井内边长大于2mX2m的窨井按比例实测井框，管线入井设置管线点，井框用管类颜色。

各管线点之间最大间距不得大于75m。

探查确定的管线点在点位中心位置设标志。

标志的要求为，以标志保存期长，不破坏和影响市容市貌为原则，根据实地条件情况，可选择地面钉钢钉、木桩等做法，并用红油漆以点为中心画圈做醒目标记，于点位附近易长期保留的地方标注点号及拴点距。

3.4明显管线点调查
对各类地下管线专用的检修井，出露地表的点及与管线相连的附属物，建筑物等为明显管线点。

对测区内规定探查范围所包括的各管类所有明显点都进行调查。

对明显点调查方法是将检查井盖打开，对明显管线点及其附属设施（包括接线箱、电信人孔、电信手孔、仪表井、检修井、阀门、消火栓等）做详细的调查、量测和记录。

对于雨、污水管线，检修井内有淤泥或杂物的，一般采用量杆来量测深度和判断有几个方向，量测深度时采用多次量测取平均值来确定。

对于用盖板覆盖的电力沟，盖板不能打开时，电缆根数、埋深通过待定点两侧邻近点来推断，为防止漏测支线，我们采用了电缆根数对比进行验证。

对明显管线点量测的内容为：管线的埋深与管线的断面规格（管径）、管线的类型、材质、走向及管线的连接关系。

其中消火栓、电话亭、接线箱、配电箱、出入地、上杆埋深取为“0”值。

排水管道的埋深，量测管底至地面垂直距离，其他管线埋深均量管顶至地面垂直距离。

埋深量测采用检验合格的钢卷尺和量杆读数至厘米。

对地下管线的断面尺寸（宽×高）量测时，遇有不规则的供电、通讯管块，断面尺寸按最
大断面量取，断面包括所有的管孔。

断面尺寸（管径）量测读数记录单位为毫米。

3.5隐蔽管线探测技术方法
地下管线探测遵循的原则为：从已知到未知、从简单到复杂、方法有效、快速、轻便、复杂条件下采用综合方法。

各类地下管线由于材质不同，其所具有的地球物理特征各有差异。

对各类地下管线探测时，根据不同地电条件选择不同的工作方法和工作参数，以满足探测精度要求。

本测区内电力、通信及部分给水为金属管线，在探测工程中根据管线现状，环境不同，探测方式不同。

3.5.1给水管线探测
对埋深较大的给水管线，探测时，其材质为金属且附近有明显点并具备接地条件的地段均采用直连法（主要采用32KHz）探测，加大输出功率，从而提高了目标管线上的信号强度，确保了探测数据的可靠。

对于不具备直连法的时候，采用感应法探测，确定平面位置及埋深，对有条件的点采用开挖、钎探以及收集管线资料等来进行推测定位、定深。

3.5.2对线缆类管线的探测
对供电和通讯线缆类管线探测时采用夹钳法或感应法。

十字路口管线较多，也是管线复杂的地方。

对供电、电信等线缆类管线探测时，根据两端线缆所处位置进行定位、定深修正。

3.5.3严重干扰和复杂地段的探测
（1）探测时依据现场条件，管径大小及被探对象与周围介质的差异特征等特性以及现有管线调绘资料。

从易到难，从已知到未知，从外
围到局部，多种方法综合探测，探测管线种类以排水、通信、供电、给水等为序。

探查某种管线时留心观察与其他管线的相对位置和可利用信息。

探测时尽量采用受外界干扰小的直接法，夹钳法。

当存在干扰时，查明干扰原因及影响幅度，以便进行修正。

各种管线确定后从正反方向及分支线上采用压线法改变频率、增加输出功率、提高信噪比，并结合调绘资料及相关权属单位技术人员现场指导，以最终确定目标管线的平面位置和埋深。

（2）多条平行管线的探测
在对管线的探测过程中，常遇到两条或多条管线平行共存，相互干扰的情况。

本测区因道路比较窄，管线多条并行较多，利用仪器显示信号直接确定管线平面位置和埋深势必产生较大误差。

在本测区探测遇有多条管线并存时，根据各管线的材质，探测信号不同及埋深差异的情况，采用直接法、旁测压线法、分支管线接点定位、测量电流值、电流方向及钎探等方法，来确定各管线的平面位置和埋深。

（3）非金属管线探测
本区排水管道多为非金属类管线，窨井较少，位于城区的污水管道很大部分为砼砌方沟,而且多为暗沟, 铺设不规范，年代较久远,地面上已无明显标志可寻，有些还从居民房下穿过，这给作业带来了很大的困难，对于这类管道采取多次调查，寻访年纪较大的知情人，请求他们的协助和指引，参照以前的地形信息综合考虑各方面因素，定出其平面位置和埋深；对于给水水泥管和PVC管，根据权属单位技术人员现场指引再对照调绘资料采用钎探和开挖的方法以进行定位、定深。

第四章测量技术方法及实施
4.1控制测量
4.1.1已知等级控制点检查
九江县建设局提供了二个国家III等控制点（塔山口、吴家山）和一个国家IV等控制点（毛家山）以及一个GPS高程点（CJ01）。

其中吴家山控制点经实地踏勘未曾找到标石，其它控制点标石稳定，标蕊保存完好，无破坏迹象，上述控制点，经检查检校，点位保存完好，精度满足规范要求，可作为本工程的平面控制起算点。

GPS高程点（CJ01），标志保持完好，无破坏迹象，作为本次四等水准测量的起算点。

4.1.2布设等级控制点
甲方提供的以前用于城市测量的其他导线控制点基本上已在城市建设的施工过程中被破坏，保存下来的个别控制点经检验已不能满足本工程对控制点的精度要求，为达到对整个测区的控制必须对测区重新布设等级控制点。

本测区的等级控制点的布设采用全球定位系统技术（GPS）布测E 级GPS网。

共布设E级GPS控制点7个,编号以英文字母GPS为前缀，。

GPS测量采用四台中海达HD-8200B型单频接收机观测。

该接收机标称精度为±(5mm+1PPm)。

定位模式采用静态同步定位方式。

采用随机软件HDS2003全球版进行GPS数据预处理，按基线模式解算。

本次测量的GPS基线最弱边相对中误差1∶712207，最弱点平面中误差0.0037m。

均符合《GPS规程》的要求。

详情请参见GPS计算资料。

4.1.3 一、二级导线测量
1、导线控制点的布设及编号
在GPS控制点的基础上我们沿测区主要道路布设了一级导线控制网，对沿河北路、双瑞路、柳林路、甘泉路、冷水东路、南环路等次一级道路和街巷加密II级导线网6条，达到了对整个测区的控制。

一、二级导线网在道路的两侧跳跃式选点，布网时主要考虑相邻点之间的相互通视，边长比及构成三角形的角度不应小于30°，在有道路交汇时控制点都选在各方向通视良好,易于保存且不影响交通的道路边或人行道上。

一级导线点编号形式为：I+顺序号；
二级导线点编号形式为：Ⅱ+顺序号；。

一、二级导线点均设立了长久保存标志，标志按《规范》执行，水泥路面及沥表路面用切割机切割成25×25厘米的标石面，打入直径8mm，长度大于60mm的金属标志，并在外围刻记20×20cm的方框和导线编号，金属标志顶部刻有"＋"字标志。

2、导线的施测方法
一、二级导线采用全站仪进行观测，观测数据按规定格式采集并记入电子手簿或全站仪内存。

水平角观测按《规范》第2.3.10条和2.3.11条要求执行。

导线的边长测定按《规范》第2.4.5条、第2.4.6条要求执行。

一、二级导线的各项观测限差符合《设计书》要求。

导线等级附合导线
长度(km)
平均边
长(m)
测角中误
差(″)
测回数
DJ6
方位角闭合
差(″)
导线全长相
对闭合差
一级 3.6 300 ≤±5 4 ±10 n 1/14000 二级 2.4 200 ≤±8 3 ±16 n 1/10000
一级、二级导线观测前，对投入使用的全站仪GTS-332W 进行了仔细检查和检测，确保符合要求后才用于控制观测。

观测
前，将测量的气温、气压等参数置入仪器进行自动改正。

水平角
观测按方向观测法一测回测定；导线边长测量与测角同时进行，
两次读数并求取平均值。

4.1.4高程控制测量
（1）一级导线（除I48、I51外）控制点采用四等水准高程测量方法施测，以建设局提供的GPS高程点CJ01为起算点，并联测
地面上的GPS1、GPS2、GPS5点，本测区共施测I级导线53个、
GPS点3个，水准路线23.2公里。

各项观测限差均符合《规范》
的要求。

（2）GPS3、GPS4、GPS6、GPS7、I48、I51及II级导级采用三角高程测量，与平面同时施测，各项观测限差均符合《规
范》的要求。

本测区控制测量使用拓普康GTS-332W型全站仪观测，观测数据采用手薄记录。

经二级检查核对无误后输入计算机进行内业计算，对平面控制网和高程控制网进行严密平差。

详见：《一、二级导线平差及水准高程
平差报告》。

4.2 管线点测量
地下管线点测量是在管线点探查作业完成后，由探查小组提供一份1:500探查草图，图上标注有物探点号、管线走向、位置及连接关系等，作为开展管线测量的依据。

地下管线点测量使用全站仪采用极坐标解析法进行，施测过程中测距边控制在100m之内，定向边均采用长边。

管线点高程采用三角高程施测，与平面位置施测同时进行。

在进行地下管线点的数据采集时，各种管线点编码与管线点点号一一对应。

在测量过程中，所有管线点均是全野外数字采集，隐蔽点以“+”字为中心，明显点以井盖中心为中心观测，测量时将有气泡的棱镜杆立于管线点上，并使气泡严格居中，以保证点位的准确性。

每一测站均对已测点进行站与站之间的检查，记录其两次结果的差值作为检查结果，确保控制点的定向的正确性。

每站检查点不少于2点，重合点坐标差计算的点位较差不大于5cm，高程较差不大于3cm，每天测量的重合检查点，均对其坐标、高程进行对比，发现问题及时处理。

第五章内业数据整理
将外业采集的管线数据进行录入、检查和整理，使用在AutoCAD基础上开发的管线图形处理系统建立地下管线数据库和图形数据库并自
动生成地下管线图、进行编绘和成果输出。

5.1 内业工作流程
作业组把每天调查、探测的管线属性数据和管线点测量数据使用专
用软件录入计算机，建立起管线资料数据库，数据库格式统一使用ACCESS2003；通过两次人工核对和专用查错程序检查、排除录入错误后，准备绘制管线草图。

在建立了管线资料数据库的基础上，用专用成图软件生成管线图草图，返回各作业组，由外业人员100%的对管线的分布和相互关系进行核实检查，对发现的问题或疑问到现场确认后加以修正，同时更新管线数据库。

对管线草图检查修改无误后，生成正式的综全地下管线图，建立九江县地下管线数据库和图形数据库。

其数据处理流程如下图：
数据处理流程图
5.2 管线图的编绘
以九江县建设局提供的1:1000比例尺数字化地形图为基础，使用南方CASS6.1成图系统将地形图比例尺转换为1:500，并进行分幅和图廓修饰。

基础地形的颜色属性为灰色(AutoCAD中的颜色号为252)，图廓图饰层的颜色属性为黑色(AutoCAD中的颜色号为7)，形成比例尺为1:500的背景地形图。

5.2.1综合管线图的编绘
综合地下管线图反映测区内所有探测的各种地下管线及其附属设施的分布状态和属性。

把所成的管线总图进行分幅，比例尺为1:500，图幅分幅和先前转换成的九江县1:500地形图分幅一致，图幅规格为50cmX40cm。

在1:500背景地图上导入叠加的管线分幅图，并进行图上点号编辑和扯旗标注，生成综合管线图。

其图层如下表所示。

管线图图层表表5.2.1.1
（1）图上点号与实际野外探测管线点一致，由管线子类代码和数字组成。

（2）地下线管线图中的各类文字数字注记按下表的规定执行。

（3）排水管线中在管线段的中点标注流向符号。

（4）当暗渠或沟道的宽度大于1.5m时，用虚线绘出边线，虚线颜色与该种管线的颜色相同。

（5）每幅图内一般至少在二个位置上，以扯旗形式注明管线排列分布情况。

扯旗标注的具体内容见下表。

（6）电力、通信类架空管线因大部分与各类地下管线在平面位置重合，特别在几条主要道路地下管线分布非常密集的地段重合的情况更加严重，为了更清楚地反映地下管线的信息，对架空类管线的绘制进行了处理，其管线点及编号沿用相应管类的颜色绘制，管线线型用虚线绘制，颜色属性为深灰色(AutoCAD中的颜色号为251)。

5.2.2专业管线图的编绘
专业管线图表示一种专业地下管线及与其有关的建(构)筑物、地形和附属设施。

在综合管线图的基础上只保留一种专业管线的Line层、Point层、Text层、Mark层、Text1层及背景地形图的所有层就形成专业管线图。

排水类专业管线图上增加标注管线点的地面高程、埋深和管底高程，对管线点分布非常密集的区域，照顾到图面的美观性和易读性，根据管线点的重要程度对其高程标注进行了合理取舍。

电力、通信类架空管线单独作为一类专业管线绘制，属性沿用相应管类属性，线型使用虚线。

各专业管线图注记内容见下表。

5.3编制管线点成果表
在综合管线图的基础上，按《规定》要求从图上输出管线点成果表，管线点号与图上点号一致。

成果表以九江县基本地形图图幅为单位，分专业进行整理编制，每一图幅各专业管线成果的排列顺序为：给水、雨水、污水、供电、路灯、有线电视、公安交警、通信。

5.4专用数据文件的输出
在建立数据库、图形生成输出完成后，按《规程》要求输出各种专。