工程测量在管道初步设计中的应用.doc

工程测量在管道初步设计中的应用江斌（中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司勘察事业部） 摘要 在管道建设中，工程测量工作发挥着非常重要的作用。近年随着航空摄影测量、遥感测量、全球定位系统、地理信息系统等各种新兴测绘技术的应用，常规测量手段逐渐淡出管道测量。本文介绍了工程测量在管道初步设计中的实际应用，详细介绍了管道初步设计阶段的工程测量作业流程及相关应注意的问题。 关键词 工程测量 管道测量 控制测量1 引言工程测量是研究地球空间中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。在测绘界，人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量，它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。可以这样说，没有测量工作为工程建设提供数据和图纸，并及时与之配合和进行指挥，任何工程建设都无法进展和完成。在管道建设中，工程测量工作发挥着非常重要的作用。近几年随着航空摄影测量、遥感测量（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等各种新兴测绘技术的应用，常规测量手段逐渐淡出管道测量的初步设计阶段。本文将就工程测量在管道初步设计中的一些方法步骤进行讨论。2 工程测量工程测量按其工作顺序和性质分为：勘测设计阶段的工程控制测量和地形测量；施工阶段的施工测量和设备安装测量；竣工和管理阶段的竣工测量、变形观测及维修养护测量等。按行业划分成：线路(管道、铁路、公路等)工程测量、 水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等。因此，工程测量遍布国民经济建设和国防建设的各部门和各个方面。初步设计阶段的工程测量主要包括控制测量、地形图测量等。本阶段的控制测量主要为局部控制测量，如穿跨越测量的控制测量、站址测量的控制测量或者局部复杂地段地形图测量的控制测量等。初步设计阶段的地形图测量包括穿跨越测量、站址测量、局部复杂地段地形图测量。3 管道测量管道测量是管道建设过程中不可缺少的部分。它包括初步设计阶段、施工图阶段、竣工阶段以及后期维护阶段测量几个部分。根据管道测量相关规范要求，初步设计阶段测量主要包括线路定线、控制测量、穿跨越测量、站址测量及局部复杂地段地形图测量。3.1 线路定线为满足初步设计的需要，勘测前收集沿线可供利用的各种比例尺地形图、卫星遥感图像、航测像片、最新交通图、国家或有关部门设立的三角点、GPS点、导线点、水准点等资料。线路定线过程中，测量人员配合设计人员，根据任务书和工程可行性报告书拟定的线路方案，在地形图或遥感图像上进行图上选线。进过各线路方案的初步比选，提出踏勘方案并进行现场调查落实。具体作业步骤如下：1) 在可研阶段确定的线路宏观走向方案基础上，结合遥感图像、1：2000航测图或1：5万地形图，以及地方政府对线路的核准意见进行局部线路优化，把拟定的线路方案标注在图上。2) 解析出各转角点坐标，输入计算机保存。3) 根据图上解析坐标，采用手持GPS导航，结合现场实际情况定桩并进行坐标采集。4) 根据现场定桩采集的坐标绘制线路走向图。线路走向示意图的绘制宽度为图上距离15cm以上，管道中线宜绘制在图的中部。在图中用粗线绘制管道中线，绘制中线折点桩，并标注桩号。并在图的右侧绘制中线成果表，中线成果表包括中线折点桩桩号、转角、里程、高程。3.2 控制测量初步设计阶段控制测量，不进行全线线路控制测量，只进行局部地段的控制测量，如穿跨越地段、站址位置、局部复杂地段等。本阶段的平面控制和高程控制可同时进行。平面控制采用光电测距导线测量进行，其主要技术要求应符合长距离输油输气管道测量规范中的相关规定。水平角、距离往返观测各一测回。观测、仪器高读数至毫米。控制测量也可以采用GPS-RTK测量方法进行。3.3 穿跨越测量需要单独进行穿跨越测量的有大中型河流、沟壑、铁路、公路等穿（跨）越。穿跨越测量具体测图范围及比例尺以设计委托为准，对于委托没有列出范围的，执行以下标准：大中型河流测图范围：宽度为管道中线两侧各100 m；长度为大型河流堤外300m，或穿越桩外100m。中型河流堤外200m，或穿越桩外50m。对于公路、铁路、沟壑等测图范围：宽度为管道中线两侧各80m，长度为控制桩外50 m。公路、铁路、河流等穿跨越测量需测绘出线路的走向，地下管线的走向以及电力线、航道的位置等。对于有关专业人员指定的不良地质区也要详细测绘。对于大中型河流，还需要进行水域地形测量。进行水域地形测量时需要注意以下几点：1) 水域地形测量的平面和高程系统应与该地区的陆上地形测量控制系统一致。水下地貌应以等深线表示，等高距与陆上地形一致，二者应互相衔接。2) 水面高的测量应及时获取，最好在半个工作日完成。开工、收工时要在工作水域的上下游及两岸各测一组共八个数据取平均值。3) 水边线的测量宜在尽可能短的时间内一次测完。4) 测深点的位置可采用交会法、极坐标法、断面索法、平板仪于经纬仪联合前方交会法、GPS RTK法等。5) 测深仪器可采用测深仪、测深杆或测深锤等。3.4 站址及局部复杂地段地形图测量管道项目建设中，由于线路较长或地势起伏较大，常常需要设置一些泵站、分输站或阀室，来满足管道建设的需要。有些管道测量中由于地形复杂或业主要求，需要进行局部复杂地段地形图测量。站址及局部复杂地段地形图测量，其基本技术要求相同。地形图的基本等高距、地形图的精度、地形点间距和视距长度，执行1：500 1：1000 1：2000外业数字测图技术规程（GB14912-2005）中的规定。地形点、地物点高程注记小数点后保留两位小数。在图中绘出管道（待建和已建）中线位置，并标注中线桩及固定桩位置及桩号。在图的右上方标注坐标真北方向，在图的四角处标注方格网十字格网坐标，单位以km计，保留小数点后2位。站址及局部复杂地段地形图图幅按工程设计图纸规格绘制（不宜采用0号图纸规格）。如果站场地形图的出图范围超出标准1# 图幅范围，可采用地形测量专业标准分幅（50cm50cm），并填写结合表。在地形图的角图章上方绘制控制点成果表。对于采用地形测量专业标准分幅的站场，其成果表宜放在最后一张图纸右下角空白处或单独加一张图纸的右下角。4 应用近年管道建设进入一个新的高峰期，兰州-郑州-长沙郑州-抚顺成品油管道工程、西气东输管道二期工程、陕京三线输气管道工程、长庆油田至兰州和银川原油管道工程、长庆-呼和浩特原油管道工程等各种管道工程陆续进入建设或可研阶段。作为管道建设的排头兵，工程测量在管道建设中起着非常重要的作用。由于测量仪器的更新，测绘技术的大幅提高，工程测量在管道建设中的作用发生了很大的变化，常规的测量手段逐渐弱化，先进的测量手段如航测、遥感、GIS等逐渐发挥重要的作用。在长庆油田至兰州和银川原油管道工程初步设计阶段的建设，常规测量手段就发挥了极大的作用。下面就简要介绍一下该项目工程测量的流程。1) 在项目开始前，编写工程测量技术设计书，确定作业流程；2) 奔赴测量现场，配合设计人员进行选定线工作；3) 根据设计人员提供的委托，进行穿跨越、站址测量，在进行穿跨越、站址测量的同时进行局部控制测量；4) 进行全线控制测量，并与先前进行的局部控制进行联测；5) 线路折点桩的测量；6) 提交资料成果。