地下管线测绘及数据处理

地下管线测绘及数据处理1.地下管线综述2.地下管线数据采集3.地下管线工作安全问题4.地下管线探测案例1）重要意义2）需求层次3）对人的要求4）地下管线分类5）地下管线敷设方式及特点6）地下管线探测工程流程1.地下管线综述城市地下管道是现代化城市不可缺少的市政基础设施，是城市资源输送、废物排泄、信息流动的物理载体，也是城市日常运营管理、应急处置的基础对象之一。由于历史以及城市管理现实的原因，大量已经埋设在地下的管线没有详实准确的资料，给城市的规划、建设、管理带来大量问题，近年频繁出现的管线安全事故就是实证。管线探测是补充管线资料的唯一办法。地下管道的管理水平，体现一个城市的发展和管理现代化的重要标志之一，我国政府已经把城市地下管线建设管理提升到可持续发展的战略高度。数字化、信息化管理是现代化管理的必由之路，对城市发展建设、精细化动态化管理、应急抢险等方面具有重要意义1）重要意义局部常规需求：主要是针对设计及施工开挖层面的需求。例如新铺设管道路由设计前规划线路探测、施工场地探测、开挖线路探测、钻孔及桥墩探测等，其特点是：只要求解决有没有、是什么、埋多深、什么规格就行。普查需求：主要是针对城市管理部门、厂矿企业、机关学校等的区域管线普查，其特点是除了要解决有没有、是什么、埋多深、什么规格的问题，还要解决谁是谁（即连接关系）的问题。为建设地下管线信息管理系统的需求：这是最高层次的需求，要以数字和信息化方式全面、完整获取管线的时间、空间、属性和运行状态和拓扑信息，并建设管线数据库。特殊需求：主要为泄露点检测定位或特殊探测服务。2)需求层次管线测绘工作是一项需要知识、经验、耐心、体力和良好心态的工作，作业区域大多车流人流密集。要求我们文明作业，遵守法规，如实、准确测量。管线探测本质上是物探专业的范畴，过去也主要是由物探专业人员完成，但是随着探测技术和设备的发展，以及管线应用需求的提升，逐步被测绘专业的人员所渗透和替代，主要是因为除了要进行管线探测，还要求进行测量和成图，甚至建立数据库，大量工作还要由测绘人员完成，因此测绘人员通过学习和实践就能较好地完成从调查、探测、测绘、成图、建库全过程工作。3)对人的要求根据《城市地下管线探测技术规程》把城市市政管线分为：供水（给水）、排水、燃气、热力、电力、电信、工业、其它管线八大类，共约22个常见小类。随着管理的细化，未来可能种类会更多。工矿企业、机关、学校、住宅小区等主要按照地下管线输送的介质、用途、主要成分等进行分类。例如：新鲜水、回用水、软化水、高压消防水、普通消防水、泡沫消防水、药剂消防水、中水、绿化水、含**水、生活用水，饮用水、生活热水、生产污水、生活污水、混合污水、生产废水、雨水、雨污合流、含硫污水、含碱污水、含酸污水、含***污水等等。4)地下管线分类1.5地下管线敷设方式及特点常见地下管线的敷设方式有：直埋、管沟、管块（管道）、隧道、综合管廊。常见管线施工工艺：明开、浅埋暗挖、定向钻（拉管、顶管、盾构）、架空、沿墙、沿管架。常见管线附属设施：场站（水源地、泵站、变电站、变电室、配电室、污水处理厂、交换站、交换室、调压站、热交换站等）、窨井、小室、阀门、计量表、压力表、温度表、水锤、配电箱、交接箱、分线盒、分线包、接头、张力弯、伸缩管、变径、套管、法兰等等5)地下管线敷设方式及特点常见管线小室形状：圆形、方形、矩形、多边形等，详见下图：常见管线材质：钢、熟铁、铸铁、球墨铸铁、铜、铝、玻璃钢、复合纤维、砼、水泥、PVC、PE、工程塑料、合金、陶瓷常见接头形状：90度弯头、45度弯头、30度弯头、垂直三通、垂直四通、45度三通、30度三通、四通接头、承插接头常见阀门：闸阀、蝶阀、截止阀、止回阀、球阀等常见横截面形式：圆形、方形、矩形、拱形、组合矩形、多边形、复合型，详见下图：小室样式断面样式基本流程接收任务编写技术设计书现场技术交底仪器方法及适应性试验外业调查探测草图管线探测探查信息录入探测质量检验管线点测量数据处理管线成果编绘检查、修改、整饰审核验收成果提交。下图是一个地下管线工程的工作示意图6)管线探测基本工作流程巡视检查设站检查审核内业成图编辑管线探测仪探测管线外业调查绘制探测草图图根控制图面检查收集资料图上设计实地踏勘选点编号仪器观测平差计算成果精度数字化测量地下管线探测NY上交各项成果资料生产施工探测组测量组管线点数据带状地形图数据计量检定合格数据检查核对记录编码、绘制草图监理验收Y认真、全面查改进行方法实验分析存在问题N分析存在问题N综合管线图专业管线图调查信息录入自检互检数据处理成果表地形图文件管线注记整饰、检查、修改成果资料装订总结施工经验专用软件总结施工经验1）相关的技术规范简介2）管线调查基本内容与方法3）管线测绘基本要求4）管线成果编制2.地下管线数据采集CJJ61-2003《城市地下管线探测技术规程》地下管线探测的基本内容、精度规定。地下管线探测的基本作业流程规定。地下管线探测方法选择、仪器检验规定。地下管线测量及其精度规定。地下管线成果编制规定。地下管线信息系统规定地下管线质量控制规定地下管线作业安全规定1）相关的技术规范概念及术语地下管线（管道）：是指埋设于地下，用于输送各种流体、能量、信息的管线及管道、沟道、隧道。管线种类：是指管线按照其传输的介质属性进行分类并按一定规则进行命名。如给水、排水、燃气、电力、通讯、热力、工业等等。管线材质：是指构成管线自身的组成材料并按一定规则命名的统称。如钢、铁、铸铁、球墨铸铁、PVC、PE、水泥、砼、陶瓷、铜等等。管线规格：是指管线的横截面的几何尺寸并按一定规则进行标示。如D600、DN108、Φ100、1200X900、YJV22-6KV-3X50、6X1XΦ80、6X3XΦ80等等。管线敷设方式：是指管线（主要指地下管线）施工的方式或工艺。敷设方式有直埋、管道（管块）、沟道、隧道、综合管廊；施工工艺有定向钻（拉管）、顶管、盾构、沿墙、管架等。2）管线调查基本内容平面定位：确定管线特征点平面位置的工作过程。测深：确定地下管线埋深的工作过程。管线埋深：是指管线至地表或井台的垂直距离，在规范中规定了不同管线种类的埋深标志位置。例如：压力管道类其埋深为地面至管顶的垂直距离；沟道、隧道类管道埋深为地面至沟道、隧道的内侧底部垂直距离；孔块类、直埋类管线的埋深为地面至顶部的垂直距离。管偏：是指地下管线正中心位置至地面明显特征点（如井盖中心或小室内侧）的垂直水平距离。管线调查：是指对地下管线可见部分的调查、量测、记录、标示、作草图等工作。管线测量：是指对管线的特征点、附属设施的几何空间位置进行测量、记录、计算、展绘等工作。管线信息整理：是指对调查、探测、测量完成获取的数据和信息进行梳理、融合、整理编绘、制表、建库等工作，形成管线的各种成果。专业管线图：特指展示根据一定规则分类的具有一定比例尺的地下管线图。综合管线图：指展示某区域所有地下管线分布特征的具有一定比例尺的地下管线图。管线成果表：指描述地下管线测点、线段或线路的数据和信息的表格化表达的数据成果。通常以电子表格方式存储。地下管网成果：一个地下管线工程项目完成的工作成果的总称，通常包含：技术报告书、专业管线图（纸质及电子）、综合管线图、分幅图（图幅结合表）、管线成果表、数据库等。各类管线调查取舍标准管线种类取舍标准给水（中水）内径≥100mm排水（雨水、污水、合流、）方沟≥200×200mm内径≥200mm燃气（煤气、天然气、液化气）全测电力供电全测路灯全测电信全测有线电视全测热力全测工业管道全测各类管线调查取舍标准管线类型埋深断面电缆根/孔数材质构筑物附属物传输物体特征埋设年代权属单位内底外顶管径宽高压力流向电压排水△△△▲△△△▲▲给水△△▲△△▲▲燃气△△▲△△▲▲电力管块△△△▲△△△▲▲沟道△△△△△△▲▲直埋△△△△△▲▲电信管块△△△▲△△▲▲沟道△△△△△▲▲直埋△△△△▲▲热力△△△▲△△▲▲工业△△▲△△▲▲▲▲注：1、△：需实地调查的项目，▲：需权属单位配合实地调查的项目，若无权属单位则不需调查此项目；2、电力包括电力、路灯；3、电信包括网通、移动、联通、铁通、吉通、长话和有线电视、军用电缆等；4、对于工业管道调查项目：其中压力管道同给水，自流管道同排水。（1）调查时应配备的工器具实地调查时应配备的工器具有：打开井盖用的钥匙、钩子、锤子、钢卷尺、皮尺、直角尺（L尺）、垂球、梯子和安全标志等，同时还有调查表以及各种图纸。直角尺如右图所示：地下管线埋深分为内底埋深、外顶埋深和外底埋深，量测何种埋深应根据地下管线的性质和委托的要求确定；地下沟道或自流的地下管道应量测其内底埋深；有压力的地下管道应量测其外顶埋深；直埋电缆和管块量测其外顶埋深；管沟量测其内底埋深；地下隧道或顶管工程施工场地的地下管线应量测其外底埋深。管线调查、量测方法50cm900011223329295cm300cm-500cm5cm图1直角尺示意图（2）内底埋深的量测方法测量排水管道内底至地面比高时，应将直角尺短边端部下缘平放在管道内底口上，于地面井口处读取直角尺读数，此读数即为管内底至井口地面的比高h1，即为内底埋深。量测方法如右图：管线调查、量测方法h1检查井排水管图2内底埋深量测示意图（3）外顶埋深和外底埋深的测量方法量取给水、燃气等管道的外顶和外底至井口地面高时，可将直角尺的短边端部下缘平放在管道顶部，并于井沿处读取直角尺读数即为外顶埋深h2；再将直角尺的短边向下放至管道下面，使直角尺短边上缘向上提平贴管道的管外底，于井沿处读取直角尺读数减去短边的宽度即为外底埋深h3。量测方法右图：h3h2图3外顶、外底埋深量测示意图（4）偏距量测方法在窨井（包括检查井、闸门井、仪表井、人孔和手孔等）上设置明显管线点时，管线点的位置设在井盖的中心，当地下管线中心线的地面投影偏离管线点，其偏距大于0.2m时，应量测。方法如图1-2-5，用一自制的十字形井中器套卡在打开井盖的井口上，十字交叉点即为井口中心，交叉点挂钩悬一垂球，人下井用尺量出垂球至管道中心线的水平垂距e，即为偏距；也可以在井口移动垂球，使其位于管道中心线上，在地面量出垂线至十字形井中器的中心距离e，即为偏距。ee井盖中心井盖中心管线中心图4偏距量测示意图（5）全要素量测方法（井下摄影测量仪）在窨井内放置井下摄影测量仪，全方位拍摄井内影像并通过无线数据链传输到计算机中，利用解析摄影测量软件高效获取井内的管径、埋深、井大小、井盖大小、裂纹、凹凸、水位、井底情况等各项数据及影像。还可避免人员下井量测，保障作业人员安全，远离人身安全危险。地下管线测绘管线测绘基本内容：平面控制测量、高程控制测量、地形图测量、管线点测量、绘制管线图、编制管线成果表、管线信息录入。地下管线点测量精度：平面-----±5cm；高程----±3cm管线点测量方法主要有：极坐标法、GPSRTK法、交会法、几何量测法，各种方法的详细要求，见技术规范。3）管线测绘基本要求管线测绘应采集的信息不同的需求层次会有不同的内容，按照规范规定，一般管线工程，管线点、线、面注记应包含以下基本内容：管线点：种类、编号、特征码、位置（X,Y,H）、图形方向、点规格、埋深、材质、附属设施用途、形状、净空规格、状态、权属单位、建设年代、测量日期等。管线段：种类、编号、特征码、起点、止点、起点埋深、止点埋深、管高位置、管径、管材、敷设方式、总孔数、已用孔数、权属单位、建设年代、测量日期等。管线面：种类，起点位置，地面高、底高、净空高、边界坐标串、权属单位、建设年代、测量日期等。管线标注：种类、位置（X,Y），旋转角、文字内容、字体名、字高、日期等。管线信息采集的方法过去直至当前信息采集的方法主要采用人工纸质记录，然后在内业整理录入的作业模式，主要方法有：填写调查表法：按照规范要求，事先印制号表格，调查时逐项把调查量测的相关数据和属性填写到表格中。绘制调查草图法：调查时逐项把调查