地下管线探测工程普查实施设计方案.docx

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地下管线探测工程普查实施设计方案

梅州市地下管线探测工程

地下管线普查实施方案

梅州市城市基础地理信息中心

梅州市城市测绘研究院

二〇一四年六月

1、地下管线普查实施方案

梅州市城市基础地理信息中心

梅州市城市测绘研究院

二〇一四年六月

1.1前言

随着梅州市城市建设的快速发展，城市基础设施日趋完善，作为城市命脉的地下管线之于城市规划建设和日常管理的重要性亦愈来愈凸现出来。

为了全面查清梅州市地上地下城市部件的分布现状，促进城市三维空间的统一规划、合理开发与科学管理,改变城市建设中道路开挖无序、城市管理中错位缺位的局面,进一步完善城市功能,促进城市建设与管理向高效、精细、协调方向推进，梅州市政府决定全面开展梅州市城市地下管线普查工作。

为了满足城市规划、城市管理、建设项目等方面的需求和国家有关探测规范、测量规范的要求，统一地下管线探查、地下管线测量、地下管线图编绘的作业规范，从而使最终数据完全符合梅州市建立城市管理信息系统的要求，我院根据《工作方案》的要求，对梅州市地下管线普查作业依据、方法措施、设备投入、人员安排、进度计划、质量保证措施及最终成果等内容进行详细、合理的阐述。

1.2工作范围及工作内容

1.2.1工作范围

（1）普查范围

本次地下管线普查地点位于梅州市中心城区，面积约34.3平方公里，普查的对象为8m以上（含8m）市政道路的各种管线（沟），机关、单位、院校和封闭的生活小区内部的管线（沟）除外。

为保持主干线的连续性，有市政主干线穿越的上述非普查区，也需列入普查范围。

范围：

为东至学子大道、东升工业园，南至梅塘东路、中环路、东升工业大道，西至环市西路，北至环市北路、老梅隆铁路；梅县区普查范围约8.3平方公里，为梅县新城建成区，即新城办（华侨城）、大新城（中心区）以及行政区，具体道路范围为广梅路-205国道-府前大道-宪梓南路-车上路-沿江路-沿江金岸-秋云桥-广梅路。

普查对象为普查范围内8米以上（含8米）市政道路的各种管线（沟），机关、单位、院校和封闭的生活小区内部的管线（沟）除外。

初步估算地下综合管线总长度约1880公里。

（2）普查对象

地下管线普查的对象为测区范围内道路（街巷）埋设的各类地下管线，管线的种类主要有：

给水、排水、燃气、工业、电力、电信等市政公用管线及民航、军用、铁路等专用管线。

（3）取舍标准

本工程地下管线普查取舍标准见表1.2.1。

表1.2.1地下管线普查取舍标准

管线类别

需探测的管线

电力

全测

路灯

全测

电信（移动、联通、有线电视、军用光缆等）

全测

给水（市政公用）

管径100mm以上

排水（市政公用）

管径300mm以上

燃气

全测

工业（工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道）

全测

综合管沟

全测

不明管线

全测

1.2.2工作内容

地下管线普查应查明地下管线的平面位置、高程、埋深、走向（流向）、规格、材质、管线性质、权属单位以及管线附属构筑物信息，在已有控制的基础上加密图根点并测量地下管线的平面坐标及高程，建立地下管线数据库，编绘以地形图为载体的地下管线图（综合管线图和专业管线图），提交满足规程要求的计算机数据文件及图形文件，为建立全市统一、全面、完整、科学、准确、具有现代特征的城市动态地下管线信息管理系统，实现地下管线信息的制度化、科学化、规范化和标准化提供基础数据。

1.2.3项目规模及工期

项目规模：

地下普查范围包括梅州市中心城区，面积约34.3平方公里，初步估算地下综合管线总长度约1880公里。

工期：

根据《规程》要求及我院投入的人员状况和设备情况，计划6个月内完成梅州市地下管线普查工作，并提交满足业主要求的全部成果数据。

1.3精度要求

1.3.1地下管线探查精度要求

明显管线点的埋深：

误差不得超过±5cm。

地下隐蔽管线点的探查精度：

水平位置限差δts=0.10h；埋深限差δth=0.15h。

h为管线的中心埋深，单位为厘米，当h<100cm时，则以100cm代入计算。

1.3.2地下管线测量精度要求

平面位置中误差（相对于邻近控制点）不得大于±5cm；高程测量中误差（相对于邻近高程控制点）不得大于±3cm。

1.3.3地下管线图测绘精度要求

地下管线的实际位置与邻近地上建（构）筑物、道路中心线及相邻管线的间距中误差不应大于图上±0.5mm。

1.4作业标准

1.4.1作业标准

本次地下管线普查工作执行以下标准：

（1）《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61-2003）（以下简称《规程》）；

（2）《城市测量规范》（CJJ8-2011）（以下简称《规范》）；

（3）《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T73-2010）；

（4）《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图图式》（GB/T20257.1-2007）；

（5）《测绘产品检查验收规定》（CH1002-95）；

（6）《测绘产品质量评定标准》（CH1003-95）；

（7）《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》（GB/T18316-2001）；

其它有关规定。

1.4.2地下管线测绘基准

平面坐标及高程系统：

与梅州市城市平面坐标和高程系统相一致；

分幅原则：

1:

500梅州市统一分幅与编号。

1.5探查前的技术准备

1.5.1资料收集

地下管线普查应在资料收集的基础上进行，其工作的质量，对整个普查结果及效率都有很大的影响，因此在本次工作中，甲乙双方应密切配合，作好各项资料收集工作。

资料收集内容包括：

（1）已有的地下管线现状调绘图；

（2）所测管线的设计图、施工图、竣工图（含变更图等）及技术说明资料；

（3）相应比例尺地形图；

（4）测区内已有测量控制点成果及点之记。

1.5.2现场踏勘

现场踏勘的目的是为方法试验和施工技术设计编制提供数据依据，其工作的好坏会直接影响到施工技术设计的编制质量，影响到方法试验是否有针对性。

现场踏勘的工作内容包括：

（1）核查地下管线现状调绘图与实地是否一致；

（2）核查测区内测量控制点的位置和保存情况；

（3）察看测区内对地下管线普查可能有影响的各种干扰因素。

1.5.3探查方法试验

地下管线普查前，应在测区内已知管线上进行方法试验，确定该种方法技术和仪器的有效性。

试验应选用不同的仪器、工作方式在有代表性的地段进行方法试验，通过将试验结果与当地已有地下管线数据比较或足够的、有代表性的开挖点验证、校核，确定探测方法和仪器的有效性和可靠性，从而选择最佳的工作方法、合适的频率和发送功率、最佳收发距，并确定所选择方法和仪器测深的修正系数或修正方法。

此外，测区内可能存在许多干扰因素，如连续性电磁干扰体、金属护栏的干扰、交通工具产生的脉冲型电磁干扰、高压电网产生的干扰、浅地表路灯线的干扰、非探测金属管道的干扰、变压器和水泥路面下钢筋网产生的干扰等等，应通过方法试验确定不同种类管线在干扰环境下的识别方法以及压制干扰的技术措施。

1.5.4探查仪器一致性校验

为了确保投入工程使用的地下管线探测仪在精度上具有一致性，在仪器投入使用前对其进行一致性校验。

对分批投入工程使用的地下管线探测仪，每投入一批（台）时，均应进行一致性校验。

探测仪一致性校验应包括定位一致性校验和定深一致性校验，校验要选择在测区内已知的地下管线上进行。

投入工程使用的地下管线探测仪，其定位均方差不应大于δts的1/3，定深均方差不应大于δth的1/3。

不能满足要求的地下管线探测仪，不投入生产应用。

1.5.5设计编制

工程施工前，由项目经理组织各专业技术负责人，根据合同、国家强制性标准和地方技术标准的要求，以及资料搜集结果、现场踏勘情况、方法试验报告和一致性校验报告，结合现场本测区管线特点，编制项目施工技术设计。

项目施工技术设计经批准后，由项目文件管理员将项目施工设计的正确版本分发给项目有关技术人员。

1.5.6技术交底

地下管线普查工作开展前，项目各专业技术负责人将对针对本项目管线特点、技术要求对从事工程施工的技术人员进行技术交底，对其进行项目技术设计的培训和考核，并明确其工作职责，确保地下管线探查人员了解项目的目标、工作范围、工作内容、工作程序、有关技术要求以及有关问题的处理方法等。

1.6地下管线探查

1.6.1工作流程图

地下管线普查是一项复杂的系统工程，为确保各环节的顺利衔接及便于质量监控，在施工中采用图1.6.1所示工作流程。

图1.6.1地下管线探查工作流程图

1.6.2管线数据采集技术要求

（1）调查技术要求

A、管线特征点按其在地面投影的实际位置定点。

管线附属设施及构筑物在几何中心设置管线点。

当地下管线中心线的地面投影偏离窨井的几何中心，其偏距大于0.2m时，应在管线投影中心位置设置管线点，并将窨井作为专业管线附属物处理，“备注”栏填写“偏心井”。

B、地下管道（沟）规格量取：

给水、燃气、工业管道等圆形断面管线应量取“公称直径”或外径，排水管道量测内径；排水方沟或拱沟、电力方沟或隧道等矩形断面应量测其内壁尺寸，即宽╳高，单位均用毫米表示。

C、不规则的塑料管埋电缆调查其最大外包络规格，规则水泥管块电缆调查管块的规格，表示为“宽╳高”；单根管埋、单根直埋电缆为套管管径或电缆直径。

D、各种管线的埋设方式根据其实际情况采用直埋、管块、管埋（即套管、排管埋设）、沟道等方式标注。

E、调查各种管线的材质，电缆含保护材料时，调查记录其保护材料的材质。

F、各类管线应查明其权属单位名称；以管块、排管为埋设方式的电信管段，如果有多权属单位，应测注记录各个权属单位相应的总孔数、已用孔数、保护材料材质。

G、直埋方式的电信管段，如果属于多权属单位、多根缆线，则按权属单位分别记录其根数。

H、电力管线需测注电压值，并标注在管线线段表的电压值栏中，电压以千伏（kV）为单位。

（2）探查的技术要求

A、当管线长度超过75米无特征点时，应在其直线段上增设直线点，以控制管线走向。

B、当管线弯曲时，至少在圆弧起讫点和中点上设置管线点。

当圆弧较大时，应适当增设管线点，以保证能准确表述其弯曲特征，对进墙、进室和自由边处均应设置管线点。

C、当不同管线立体交叉时，则须在管线交叉点附近干扰小处加密设置管线点，以保证管线空间相对位置的正确。

D、在管线进入非普查区时，要在非普查区的边界处设置管线点，管线点的特征值为“非普查区”。

必要时“非普查区”管线点可进入非普查区内1m～2m，以便于图示和确定管线的延伸方向。

E、管线延伸至测区外时，应测至测区外第一个特征点，如无特征点则在距本测区边5～10米处设置直线点。

F、当目标管线邻近有较多平行管线或管线分布情况较复杂时，宜采用直接法、夹钳感应法等直接激发信号的方式进行探测。

G、管线埋深的测定

Ø压力管道、直埋电缆、管块、管沟的埋深为地面至管（缆、块、沟）顶的深度；自流管道的埋深为地面至管（沟）内底的深度。

Ø所有管线使用仪器测深时，必须首选采用特征点法测深，同时采用其它方法进行检验。

采用特征点法测深时应考虑其信号的对称性。

Ø当采用特征点法无法确定管线埋深时，可采用内插法、钎探法、电磁波法或机械的方法求得管线的埋深。

1.6.3应当查明的建（构）筑物和管线点

地下管线探查应按表1.6.3要求的内容查明管线上的建（构）筑物和附属设施以及地下管线的特征点。

表1.6.3各种地下管线特征点及建（构）筑物和附属设施

管线

种类

地面建（构）筑物

管线点

量注项目

测注高程

位置

特征点

附属物

给水

水源井、净化池、泵站、水塔、水池、取水构筑物

弯头、三通、四通、变径、直线点、预留口

阀门、消防栓、各种检修井、水表、各种阀门井

管径、材质

管顶及地面标高

排水

净化池、泵站、暗沟、地面出口、出水闸

起、终点井、进出水口、交叉口井、转折点井、直线点

各种检修井、雨污水蓖、排污装置

管径（断面尺寸）、流向、材质

管底、箱涵底及地面标高

燃气

煤气站、调压阀、储气柜、地沟

弯头、三通、四通、变径、

直线点

阀门、各种检修井、凝水器、排气装置

管径、材质、压力

管顶及地面标高

工业

锅炉房、动力站、冷却塔、支架

弯头、三通、四通、变径、

直线点

各种检修井、阀门

材质、管径、载体特征

管顶及地面标高

电力

变电室、配电房、高压线杆、地沟

弯头、分支、直线点

变压器、接线箱、各种检修井、塔、路灯、上杆

电压等级、材质、断面尺寸、电缆根数

管块顶（沟底）及地面标高

电信

控制室、差转台、发射塔、放大器、槽道

弯头、分支、直线点

接线箱、各种检修井、电话亭、上杆

材质、总孔数、已用孔数、断面尺寸、保护材料

管块顶及地面标高

1.6.4明显管线点常规调查

对出露的明显管线点（如人孔、手孔、阀门井、检修井、仪表井、水闸等附属设施）的埋深和规格必须采用经检验的钢尺直接开井量测，读数至厘米。

当管线埋深较大不能下井调查时，采用L型尺量测。

地下管线实地调查项目按表1.6.4的规定执行。

表1.6.4各种地下管线实地调查项目

管线

类别

埋深

断面

尺寸

孔（根）数

材

质

构筑物

附

属物

载体特征

埋设日期

权属单位

内底

外顶

管

径

宽x高

压力

流向

电压

给水

△

△

△

△

△

△

△

排水

管道

△

△

△

△

△

△

△

△

管沟

△

△

△

△

△

△

△

△

燃气

△

△

△

△

△

△

△

△

工业

自流

△

△

△

△

△

△

△

△

压力

△

△

△

△

△

△

△

△

电力

（含路灯、信号灯）

直埋

△

△

△

△

△

△

△

△

管块

△

△

△

△

△

△

△

△

△

管沟

△

△

△

△

△

△

△

△

△

电信

（含移动、联通、军用等）

直埋

△

△

△

△

△

△

△

管块

△

△

△

△

△

△

△

△△

管沟

△

△

△

△

△

△

△

△

注：

1.表中“△”为需要调查的项目。

2.断面（含电力、电信的管沟与管块组合的外包络尺寸）是指宽×高（mm）。

3.不规则管块按断面尺寸以其外部矩形包络尺寸表示，材质以其主要的材质表示。

4.材质主要指铸铁、钢、铜、铝、光纤、砼、塑料、石棉、陶土、陶瓷、砖石、砖混等。

5.同沟（管组）铺设的多种电压等级的电力电缆以其最高电压表示。

6.同沟（管组）铺设的不同权属单位的管线应分类探查。

1.6.5埋深隐蔽的明显管线点调查

除出露的明显管线点外，在实际工作中经常会碰到给水管线的阀门孔、燃气凝水井、消防栓以及一些井盖被锈蚀、占压、掩埋（如大理石路面下的窨井等开启后可能损坏路面）等，尽管其属于明显管线点，其位置可直接在附属物中心定点，但无法通过开井调查的手段直接查明其埋深，可采用仪器探查或钎探的手段查明其埋深。

1.6.6掩埋管线附属物的调查

当管线附属物被掩埋时，首先通过埋地井盖探测仪探测管线附属物的位置，然后通过开挖的手段在地面上还原管线附属物，并按照常规调查的手段调查和量测管线的属性数据。

1.6.7探查仪器选择

探查仪器的选用，除与方法试验所确定的方法相适应外，还要满足：

在较高的分辨率、较强的抗干扰能力；满足探查精度要求，并对目标管线有较强的分辨能力；有足够大的输出功率，磁距具有可选性，满足测区探查深度的要求；轻便、性能稳定、重复性好，操作简便，有良好的显示功能，符合相应物探技术标准；有快速定位、定深的操作功能；结构坚固、有良好的密封性能，能适应各种自然环境。

本次地下管线探测工作采用电磁波频率范围宽、性能稳定、分辨率高的仪器进行探测，如英国RD系列高精度地下管线探测仪、日本富士PL960以及意大利IDS我院地质雷达等仪器配合使用，此外还可采用井盖探测仪探测掩埋井盖。

（1）PL-960型管线探测仪：

其工作频率为83KHz、27KHz、334KHz、RADIO等，该类仪器性能稳定，精度高，广泛应用于金属给水管道、燃气管道及电力、电信管线的探查。

此外，由于其工作频率高，对连通性能及传导性能较差的金属管道及带钢筋网的水泥管道等具有一定效果。

（2）RD8000型管线探测仪。

其工作频率由640Hz,8kHz,33kHz,65kHz，83kHz等五种频率（±3Hz），可扩展至16种频率，以适应各种环境条件和工作目的。

该类仪器性能稳定，效率高，精度高，可用于金属给水管道、燃气管道及电力、电信管线的探查。

探测方法主要采用直接法，夹钳法及被动源法。

（3）DetectorDUO数字化管线雷达：

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。

1.6.8探查方法选择

地下管线探查应遵循的原则：

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。

1.6.8.1地下管线探查的主要方法

地下管线探查是在现况调绘和实地调查的基础上，根据不同的地下管线物理场条件，选用不同的物探方法和仪器设备，对埋设于地下管线的隐蔽管线段进行探查。

由于各类地下管线的材质不同，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，应根据探测方法试验结果，采用最佳的工作方法。

城市地下管线探查的主要方法有以下：

◆电磁感应法

电磁感应法是利用天然电磁场或人工电磁场源对管线进行激发，在地下管线中产生电流，管线周围形成电磁场，然后采用仪器测量其分布特征，确定管线的空间位置。

该方法为工程的首选方法，根据管线的敷设状况，可选择使用被动源的工频法、甚低频法，主动源的直接法、夹钳法、感应法等。

（1）工频法：

利用电力电缆中载有的50-60Hz交变电流所产生的工频信号或工业游散电流汇入金属管线的电流形成的电磁场进行管线探查。

该方法无需建立人工场源，方便简单，成本低，工作效率高，但分辨率不高且精度较低，常用于探查动力电缆和搜索浅埋金属管线，是一种简单快速的初查方法。

（2）甚低频法:

它是利用甚低频无线电台所发射的甚低频电磁波信号（频率为15-25kHz），在金属管线中感应的电流所产生二次电磁场进行管线探查的方法。

金属管线所产生的二次场强度与无线电台和管线的相对方位有关，只有管线走向与电磁波前进方向一致时，由于一次场垂直管线走向，管线将产生感应电流及相应的二次场；当地下管线走向与电磁波前进方向垂直时，电磁波对地下管线不激发，则不能形成二次场。

因此，对不同方向的管线，应选用不同的电台。

该方法简便，成本低，工作效率高，但精度低，干扰大。

可用于电缆和浅埋金属管道的初查。

（3）直接法：

直接法即将发射机的一端接到被查金属管线上，另一端接地或接到金属管线的另一端，利用直接加到被查金属管线的电磁信号对管线进行追踪、定位。

该方法信号强，定位、定深精度高，易分辨邻近管线，但金属管线必须有出露点，且需良好的接地条件。

（4）夹钳法：

利用管线仪配置的夹钳夹在管线上，通过夹钳把信号加到金属管线进行探查的方法。

该方法信号强，定深定位精度高，宜于用来分辨邻近管线，方法简单，但管线必须有出露点，且被查管线管径应小于夹钳的口径（但有的夹钳例外）。

夹钳法在多数情况下比直接法具有更好的选择性，对于相互耦合的多根管线来说具有独特的识别优点。

使用直接法时，发射机所发射的谐变电流信号会沿着最容易传播的路径流动，在目标管线上的信号不一定最强，而采用夹钳法时，目标管线上传导的信号一定最强，其它管线传导信号较弱，有利于目标管线的识别。

（5）感应法：

通过发射机发射谐变电磁场，即建立一次场，激发金属管线使管线产生感应电流，在其周围形成电磁场，通过接收机在地面接收管线形成的二次电磁场，从而对地下管线进行搜索、定位。

目前感应法主要采用磁偶极感应法：

利用发射线圈产生的电磁场，使金属管线产生感应电流，在管线周围形成电磁异常，通过仪器接收对地下金属管线定位、定深的方法称为磁偶极感应法。

该方法发射机、接收机均不需接地，操作灵活、方便，效率高。

用于搜索金属管道、电缆，可定位、定深和追踪管线走向，条件具备时也可用于带钢筋网的非金属管线探查。

◆示踪法

将能发射电磁信号的示踪探头或导线送入非金属管道（沟）内，在地面用接收机接收探头或导线发出的电磁信号，从而确定地下非金属管线的走向和埋深。

该法可用于有出入口的非金属管道和人防工程的探查。

该方法信号强，效果好，但必须有出入口。

用做探测非金属排水管、沟。

◆电磁波法

即地质雷达探查方法，是通过安置在地表的发射天线向地下发射高频宽频短脉冲电磁波，电磁波在地下介质传播过程中遇到与周围介质电性不同的管线界面时产生反射并被接收天线记录下来，显示在屏幕上形成一道雷达记录。

当天线沿测线方向逐点移动探查时，各道记录按测点顺序排列在一起，形成一张探查雷达图像，通过分析雷达剖面图像中各反射波强度、波形特征及到达时间，可推断地下管线的分布状况。

该方法探查精度高，不受管线材质限制。

该方法主要用于对非金属管线（砼管、UPVC管）的探测，另外还用于解决复杂地段的管线探测和对疑难点进行确认。

◆机械法

即机械开挖或打样洞的方法，主要用于验证其它方法的探测精度。

其中开挖调查是最原始和效率最低，却是最准确的方法。

在管线复杂、探测条件不好，无法查明管线敷设状况时，为验证物探探测精度，应对有条件的点进行开挖，将管线揭露出来，直接测量其平面位置和埋深。

1.6.8.2电磁感应法平面定位技术

（1）管线搜索与跟踪技术

管线探测过程中，对地下管线的分布、走向的确定或沿管线走向进行探测即为搜索与跟踪，一般应用以下三种方法：

A、平行搜索法

发射机呈水平或直立放置，发射机与接收机之间保持一定距离，两者对准成一条直线，并同步向直线的垂线方向移动。

此技术即能将扫描区内与移动方向大致垂直的隐伏管线搜索出来，并确定管线的位置与走向（见图1.6.8.2-1）。

图1.6.8.2-1平行搜索法

B、圆形搜索法

发射机位置固定,接收机在距发射机适当距离的位置上,发射线圈与接收线圈对准成一条直线,以发射机为中心,沿圆形路线扫测,采用此法搜索发现通入扫测区内的管线,特别是对管线分布走向状况不清的工作盲区最有效方便（见图1.6.8.2-2）。

图1.6.8.2-2圆形搜索法

C、网络搜索法

用被动源探测方法，对盲区进行两组近于垂直的网格线路搜索观测，判断地下管线存在位置（见图1.6.8.2-3）。

图1.6.8.2-3网络搜索法

（2）管线定位技术

A、极大值法

在管线正上方，地下管线形成的二次场水平分量值最大，即在管线的地面投影位置上出现极大值，用管线仪的垂直线圈接收会得到最大的峰值响应，可据此峰值点位置确定管线的平面投影位置。

B、极小值法

在管线正上方，管线所形成的二次场垂直分量最小，即二次场的垂直分量在管线的地面投影位置上会出现零值点，用管线仪的水平线圈接收此垂直分量会得到极小值响应。

可利用该极小值位置来确