面向GIS的地下管線探測方法研究

江偉+李丹飛+吳佳華

摘要：本文將分析地下管線目前存在的問題及出現問題的原因，并結合GIS來分析地下管線的內容和要求，以及分析GIS的地下管線的探測方法，這對今后的GIS的地下管線探測方法的研究具有巨大的指導意義和借鑒作用。

關鍵詞： GIS測試方法；地下管線；探測方法；研究方法

1、地下管線目前存在的問題

地下管線屬于一項地下隱蔽工程管理，地下管線之間都相互交織，有著千絲萬縷的聯系，有的橫豎相交，有的立面交叉，工程量相當大，同時關系也都相當復雜，在我國城市基礎設施建設中越來越注重地下管線的探測的精準度和準確度，其中探測包括地下管線的三維坐標、管徑、材質以及管線的附屬基礎設施等等。但是其中存在一個非常棘手的問題，就是由于城市底線管線資料都有一定的多樣性和離散性等特點，這就在建設城市的地下管線時會出現一些資源很難找的難題，而且管理地下管線的部門都比較分散，因此會造成一些部門的職責相對較分散，相互推卸責任，而且由此造成的問題便是由于地下管線資料的復雜性，各個部門的資料都不太一致，造成信息分享上的誤差，甚至會出現相互矛盾，地下管線建設相對來說，比較難以統一。

地下管線作為城市發展中的至關重要的環節，是城市基礎設施中的重要組成部分，在城市的規劃和管理中處于非常重要的位置，在將GIS應用到地下管線的探測中已經產生了非常顯著的影響和良好的效果，我國現在有很多城市都已經建立了專業的地下管線建設和管理機構，在這一系統管理中，管線建設還是非常重要的一個環節。而許多城市在做完地下管線的普查工作后，并沒有將GIS技術直接應用到地下管線的建設和維護上來，沒有從GIS直接獲得已有的系統數據，而這樣并不能對數據進行一個非常準確地對比和分析，并不能對系統數據進行及時有效地處理，這就給城市地下管線建設的施工人員造成極大的不便和難題。

2、GIS的地下管線的探測方法及工作流程

該GIS技術將對照巡查、管線調查、管線探測、管線測量等方法應用到繪圖等技術和作業手段，查清或基本查清RD4000探測儀。該技術為目前國際上較先進的地下管線，這其中包括以下步驟：①平面位置、埋深、走向進的物探設備，具有優異的平面位置和埋設等；②實測各檢查井、檢修井、表井、雨水深探測功能，其主要的技術指標為：井、污水井、暗井、入水口（水箅子）等深度；定位精度：±0.05H（H為埋深）CM；③用途、材料、規格、管徑及產權單位、建筑深度測量精度：±0.05H（H為埋深）CM等；④測量各類井、點的平面坐標和地間接法探測的埋深探測精度優于直接面高程；⑤分門別類統計管線長度；⑥繪制法探測管線工作草圖；⑦按照規定格式實地標注儀器性能完全可以滿足方案規定的探點號等；⑧綜合管線圖編制；⑨管線成果表測要求；⑩管線成果文件生成等。

3、地下管線的探測方法

地下管線探測是一項復雜、繁瑣的多專業、多工序工作，且要求各專業、各工序緊密協作，環環相扣，既要遵循行業規范、規定的要求，又要不斷摸索，大膽創新，采用多種手段及綜合方法進行確定、驗證。

1、實地調查。調查方法是將窨井蓋打開，在原有管線資料的基礎上，對明顯管線點及其附屬設施（包括接線箱、電信人孔、電信手孔、儀表井、檢修井、閥門、消火栓等）做詳細的調查、量測和記錄；查清各類被調查管線的類型、管徑、材質、埋深、走向及管線的連接關系。對于裸露管埋深量測管頂至地面的距離（取負值），其中消火栓、電話亭、接線箱、配電箱、出入地、上桿埋深取為“0”值。野外實地探測，這種方法是通過已有的系統數據去對探測區進行非常充分的探測，這種探測方法的好處就是最大限度地將探測范圍鎖定，并遵循從已知到未知，從簡單到復雜的原則，這種探測方法包括埋深、管徑和規格的量測，地下管線點的標定，外業工作圖的編繪，有根據地段地形的需要對探測區進行探測，可以靈活運用。

2、儀器探查。在實地調查的基礎上，根據不同的地球物理條件，采用不同手段或儀器頻率進行了地下管線的探查。

⑴ 電信、電力管線隱蔽點的探查。電信、電力管線隱蔽點的探查，一般采用夾鉗法或感應法；對于單根埋設方式的，采用極大值定位就可以滿足精度要求，對于多根埋設的，采用70%的異常寬度定深；對于管塊埋設方式的，其隱蔽點探測采用“等效差值”法進行定位、定深。

⑵ 給水管線的探測方法。探查給水管線時，其材質是金屬的，有明顯管線點并有接地條件的地段均采用直連法（主要采用33KHz）探測，沒有接地條件的管段采用感應法探測；當給水管線材質是砼、燃氣管線材質是塑膠時，一般采用探槽開挖、釬探以及收集管線資料等來進行推測定位、定深。

⑶ 復雜條件下的探測方法。當兩條平行管道相距較近時，一般難以區分為兩個異常信號，此時采用選擇激發法，突出欲測管線的信號。遇到多種管線交叉或上下重疊的情況，采用選擇性激發和差異性激發對其進行區分。

確定管道的預留口位置技術難度較大，根據多年的探測和開挖驗證經驗，我們確定預留口的原則是：沿管線正上方移動儀器接收機，在信號出現明顯衰減時，適當調控增益至滿格，繼續前行，當儀器信號衰減至滿格的70%時定點，同時用儀器直讀定深法驗證：即沿管線走向每5cm測定深度，在測定深度出現變化處即為該預留口點位。

所以通過各種物探方法基本可以探測地下管線在現場的平面投影位置，并用油漆在地上標注拐點、三通、分支點、直線點、變徑點等各種特征點點號和測量標志，然后用全站儀測得各探測點的平面坐標及地面高程。地下管線探測是一項復雜、繁瑣的多專業、多工序工作，且要求各專業、各工序緊密協作，環環相扣，既要遵循行業規范、規定的要求，又要不斷摸索，大膽創新，采用多種手段及綜合方法進行確定、驗證。

結束語：我國應用GIS技術到城市的地下管線建設中，會產生巨大的社會效益，而且具有非常大的發展潛力，雖我國現階段的地下管線技術發展還不太完備，但是我們要相信地下管線技術的發展前途會一片光明，符合社會發展的需要。

參考文獻

[1] 索振峰. 城市排水管網空間數據庫設計與實現[D]. 昆明：云南大學，2012.

[2] 姚娣. 地鐵一號線降水監測方案優化及數據處理系統的建立[D]. 長春：沈陽建筑大學，2012.