地下管线数字测图原理及方法总结

数字测图原理及方法武汉大学测绘学院PrincipleandMethodsofDigitalMapping第十二章地下管线测绘12.1概述

12.2地下管网探测

12.3地下管线信息系统

任何城市的地下，都有一张纵横交错交错的网，它时刻都在为人们的生活提供保障，这张网就是由各种工业和民用管线组成的地下管线网。它是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。1861年在上海埋下第一条煤气管道，首开我国的城市地下管线记载后，发展至今，尤其是改革开放以来地下管线种类越来越多，埋于地下的各种管线密如蛛网。

12.1概述

长期以来城市建设管理重视地上，忽视地下，没有一套科学和严格的管理,同时，各类管线和管理权属于多个部门，各司其政，加上历史原因，以致档案资料格式不统一，内容残缺不全。

由于地下管线资料的缺漏和偏差，且有关资料精度不高或与现状不符，对地下管线的分布情况不清，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停气、停水、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。

北京二环施工中出现因误挖天然气主管道，而紧急疏散十万人的事故。

12.1概述

另一方面，我国现有的地下专业管线的资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理，效率低下。随着时代和科学技术的发展，城市的现代化步伐日趋加快，城市建设、管理、发展的矛盾日益突出。

因此，迅速探明地下管网的分布状况，测量其平面位置和高程，绘制地下管线图，为城市规划、设计、施工和管理提供必要依据，并采用高新技术和方法来高效管理地下各类专业管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。

12.1概述

我国地下管线探测技术，在20世纪80年代后有了很大发展，先后引进了英国RADIODETECTION公司的RD-400系列，美国METROTECH公司的810/850地下管线探测仪，美国CHARLESMACHINE公司的Subsite70/65系列等。

与此同时，一些大专院校和科研单位也先后成功地研制了各种类型的管线仪。这些专用仪器的开发研制大大推动了我国地下管线探测技术的发展。

1995年，国家建设部正式颁布了《城市地下管线探测技术规范》，作为行业标准，用于指导和规范地下管线探测工作。12.1概述

对已埋设并尚未进行竣工测量及情况不明的各种地下管线的探测。其任务是：查明地下管线的平面位置、高程、埋深、走向、规格、性质、权属、缚设年代并绘制成各类管线平面图、断面图，编制成果表等。

1探查和测绘

地下管网探测就是对城市地下各种管线进行探查和测绘。

探查是对已有地下管线进行现场调查和采用不同的探测方法探寻各种管线的埋设位置和深度。

测绘是对已查明的地下管线进行测量和编绘管线图，也包括对新建管线的施工测量和竣工测量。

12.2地下管网探测

2地下管线的种类

城市地下管线种类多、专业性强，而且分属各个不同的专业部门管理。种类多:包括上水、下水、雨水、电力、电信、煤气、工业等多种管线类型.

不同的专业部门管理:给水管——自来水公司污水、雨水管——市政公司电力管——电力公司有线电视管——电视台燃气管——燃气公司

隐蔽性强：埋设在地下,0.5m-10m,没有仪器无法知道位置和深度.

12.2地下管网探测

地下管线的种类更新快：新区,旧城区管网增加和改造技术复杂：管材,施工工艺发生很大的变化,管线系统越来越复杂.地下管线种类繁多、分布广、管线敷设时间跨度大，并且伴随着城市规划建设的发展而日益增多，同时还不断处于更新之中。

因此，要做好地下管线的探查工作，首先要弄清各种专业管线的种类、规格、材质及其设计施工要求等，以便选择合适的探测仪器和方法，保证地下管线探查的质量和效率。12.2地下管网探测

各种管线相关地面建(构)筑物及管线点项目)管线种类地面建(构)筑物管线点特征点附属物点给水水源井、净化池、泵站、水塔、水池弯头、三通、四通、变径阀门、放水口、消防栓、窨井排水净化池、泵站、暗沟地面出口、化粪池起终点井、进出水口、交叉口井、转折点井窨井、污水、排污装置燃气汽化站、调压房、储气站弯头、三通、四通、补偿器阀门、各种窨井、疑水器电力变电站、配电室、高压线杆、铁塔入孔井、弯头、分支、出入口变压器、窨井通信变换站、控制室、差转台、发射塔、检修井入孔井、直埋弯头、分支、出入口接线箱、窨井、变线箱、分线箱热力锅炉房、热交换站弯头、三通、四通排污、排气阀门、窨井、阀门工业动力站、加压站、冷却塔、支架、排污管弯头、三通、四通排污、排气阀门、窨井、阀门人防出入口、竖井转折点、变坡点综合管线根据实际确定12.2地下管网探测

3地下管线线的探测测方法先进的仪仪器是地地下管网网探测的的重要条条件。物探技术术主要应用用于探测隐蔽蔽地下管管线，其原理理是利用因管管线的存存在能引引起物理理异常的的方法，，通过测测量各种种物理场场分布的的特征来来确定地地下管线线的存在在和位置置。利用物探探仪器，，对埋设设于地下下的管线线进行搜搜索、追追踪、定定位和定定深，将将地下管管线中心心位置投投影至地地面，并并设置管管线点标标志，以以便于测测量其平平面位置置和高程程。物探技术术方法主主要有：：电磁法法、电磁磁波法（（或地质质雷达法法）、磁磁法及磁磁梯度法法、地震震波法、、直流电电法、红红外辐射射法等。。探测时时应根据据探测对对象、探探测条件件和探测测目的，，选择最最佳的探探测方法法，目前前在地下下管线探探测中应应用最广广泛的是是电磁法法及电磁磁波法。。12.2地下管网网探测3地下管线线的探测测方法地下管线线的探测测理论问问题不算算复杂，，更多的的是实践践方面的的问题。。城市地下下管线的的探测“入门容易易，深入入较难”。需要从从事该项项工作的的人能灵灵活运用用多种专专业的综综合知识识和丰富富的实践践经验，，才能解解决地下下管线探探测的核核心问题题：定位和定定深。12.2地下管网网探测探测地下下管线的的方法很很多.有:现有资料料调绘探地雷达达(GPR)声学探测测红外线成成像钎探电磁法12.2地下管网网探测现有资料料调绘权属单位位的资料料和图纸纸包含许许多有关关管线的的信息。。在开始探探测之前前应该尽尽可能多多地获得得有关的的资料。。存在的问问题资料可能能不准确确或不完完整，需需要进行行现场的的探测进进行确认认和补充充。12.2地下管网网探测GPR（（探地雷达达）地质雷达达也称探探地雷达达（GroundPenetratingRadar简称GPR），是利利用超高高频电磁磁波探测测地下介介质分布布的一种种地球物物理勘探探仪器。。它可以以探测地地下的金金属和非非金属管管线，常常用于探探测电磁磁法类管管线探测测仪难以以奏效的的，口径径较大，，管道壁壁有钢筋筋网的非非金属管管线，如如地下人人防巷道道、排水水管道等等。12.2地下管网网探测探地雷达达用于地地下的结结构和物物体的探探测。探测地下下管线，，尤其是是探测非非金属管管道，探探地雷达达是非常常有效的的方法。。目前实际际应用的的地质雷雷达大多多使用脉脉冲调幅幅电磁波波，发射射、接收收装置采采用半波波偶极天天线。此此类仪器器比较昂昂贵，要要求操作作人员的的素质较较高，一一般是专专业探测测队伍装装备的设设备。GPR（（探地雷达达）的问问题操作较复复杂需要专业业的资料料解释对土壤条条件要求求高设备庞大大费用高12.2地下管网网探测探地雷达达探测的的地下埋埋深为5M-40M的石灰岩岩起伏变变化三维维立体图图和石灰灰岩起伏伏变化深深度平面面图(类似地形形图)探地雷达达测量技技术是通通过一组组天线向向地下发发射高频频电磁脉脉冲，另另一组天天线接受受来自地地下的反反射，并并通过计计算机实实时观测测，根据据反射波波的情况况来推断断地层的的结构。。这种技技术采用用高频脉脉冲、高高采样率率的工作作方式，，具有其其他物理理方法不不可比拟拟的精度度，也是是对环境境地质、、考古、、堤坝隐隐患进行行精确探探测的有有效手段段。12.2地下管网网探测声学探测测通常用于于管道漏漏水探测测该方法可可用于塑塑料自来来水和煤煤气管道道的追踪踪。还可以用用于电力力电缆故故障的定定位。12.2地下管网网探测红外线成成像地下管线线与周围围土壤温温度的不不同。该技术在在排水管管道漏点点定位方方面有一一定的应应用。也也可以用用于供热热管道的的漏点定定位探测测。12.2地下管网网探测钎探最原始的的探测方方法，但但很难称称其为技技术。操作简单单是其唯唯一的优优点。可能造成成管线的的损坏！！12.2地下管网网探测电磁法探探测该方法已已经成为为目前定位位和追踪踪地下管管线的通通用方法法。该方法的的优点是是能够提提供有关关地下管管线的综综合资料料，这都都是其它它方法无无法比拟拟的。12.2地下管网网探测电磁法探探测的缺缺点该方法的的最大缺缺点就是是不能直直接探测测非金属属管线，，如：塑料管和和供水砼砼管。这个问题题可以通通过埋设设示踪金金属线（（带）得得以解决决。12.2地下管网网探测电磁感应应原理是是电磁法法探测地地下管线线的基础础。电磁探测测法：是是以地下下管线与与周围介介质的导导电性及及导磁性性差异为为主要物物性基础础，根据据电磁感感应原理理和研究究电磁场场空间与与时间分分布规律律，从而而达到寻寻找地下下管线目目的。这这类探测测仪器是是由发射射机和接接收机两两部分组组成。通过发射射机在发发射线圈圈中供谐谐变电流流，称为为一次电电流，从从而在地地下建立立谐变磁磁场，称称为一次次场，地地下管线线在谐变变磁场的的激励下下形成了了电流，，称为二二次电流流，然后后，在地地面通过过接收机机的接收收线圈测测定二次次电流所所产生的的谐变磁磁场，称称为二次次场，来推求地地下管线线的存在在和具体体位置。。这种探测测方法的的主要探探测目标标是金属管线线和电缆缆，对有出入入口的非非金属管管道（如如排水管管）配上上可塞入入管道内内示踪器器，也可可以很好好地进行行探测。。12.2地下管网网探测RD4000PXL/PDL地下管线线探测仪仪应用电磁磁法探测测地下管管线的工工作方式式有：工频法、、甚低频频法、电电偶极感感应法、、示综电电磁法和和夹钳法法。管线探测测仪器在在采购上上应顾及及仪器的的适用性性，即功功能多、、工作频频率合适适、平面面定位和和测深精精度高、、探测深深度和探探测距离离大，能能在恶劣劣的环境境工作（（－10℃―――＋40℃气温条件件和湿度度大的环环境工作作），对对于外界界信号、、磁场的的抗干扰扰能力，，还需要要同时顾顾及仪器器的轻便便与耐用用、性价价比等因因素。电电磁法类类管线探探测仪器器价格比比较便宜宜，易于于掌握，，是城市市管线探探测较理理想的设设备。12.2地下管网网探测RD4000地下管线线探测仪仪采用了了世界上上最先进进的技术术和工艺艺，是目目前探测测煤气、、电力、、电信、、自来水水、排水水和有线线电视等等各类地地下管线线的仪器器。RD4000具有互联网接接入功能的地地下管线探测测仪。通过互互联网可以实实现在线注册册、远程故障障诊断、设备备配置、频率率下载、简单单快速地实现现性能升级。。RD4000PXL/PDL地下管线探测测仪RD4000T10发射机多种可选频率率FFCDCDLF（640Hz）8KHz/33KHz/65KHz12.2地下管网探测测RD4000Rx接收机无源、有源两两种工作方式式LF、8K/33K/65K、Radio和Power等多种工作频频率峰值、谷值两两种定位方方法直读法、70%法测深电流测量和电电流方向电缆护层故障障查找（连A字架）12.2地下管网探测测RD4000PXL/PDL地下管线探测测仪直连法首先，发射机机在开机前先先通过电缆与与接地钎和待待测管道连接接，即电缆的的两个鳄鱼夹夹的一个加连连管道，另一一个夹连接地地钎，并保证证接地钎与地地充分接触（（屏幕显示上上超过30mA表示与地接触触良好）。其次，为了形形成一个回路路，接地钎应应在与待测管管线的方向垂垂直插入（不不能平行于管管线方向插入入）。该方法法可获得发射射机加载信号号的100%。第三，发射机机与接收机的的频率要设置置一致，水管管探测频率一一般设置32.8kHz，操作▲键增增大发射机频频率，操作▲▲键减小发射射机频率。第四，开测前前要先选择power状态，目的是是检查待测管管线周围有没没有其他电磁磁干扰，在待待测管线周围围沿一定半径径进行探测检检查。第五、测量，，某一方向当当接收信号在在波峰（信号号最强时，或或屏幕显示的的频率值最大大时、或条形形图为最长时时）左右变动动时，接收机机应缓慢移动动，直至屏幕幕显示为波峰峰值时，固定定接收机，按按测量键测深深。12.2地下管网探测测RD4000PXL/PDL地下管线探测测仪二、环钳法（（偶合法）首先，发射机在开开机前先与带带电缆线的夹夹钳和待测管管道连接，这这种方法不需需与地接触。。该方法可获获得发射机加加载信号的70%。其次，发射机与接接收机的频率率要设置一致致，水管（电电信）探测频频率一般均可可设置32.8kHz，操作▲键增增大发射机频频率，操作▼▼键减小发射射机频率。第三，开测前要先先选择power状态，目的是是检查待测管管线周围有没没有其他电磁磁干扰，在待待测管线周围围沿一定半径径进行探测检检查。第四，测量。某一一方向当接收收信号在波峰峰左右变动时时，接收机应应缓慢移动，，直至屏幕显显示为波峰值值时，固定接接收机，按测测量键测深。。70%测深法：在管管道方向的左左右两边，分分别标定出波波形值为波峰峰值的70%时定位点，左左右两点间的的距离即为该该管道垂直深深度。12.2地下管网探测测RD4000PXL/PDL地下管线探测测仪注意事项：一一定要在关机机的状态下进进行电缆线的的连接，否则则会造成短路路，损坏仪器器。1、接收机收收到信号时，，有较大的蜂蜂鸣声，此时时，注意观察察波形2、合理使用用接收机增益益功能，当接接收机收到信信号较弱时，，通过增益健健增加信号显显示的波形，，反之信号较较强时，则减减小信号显示示的波形，其其目的使信号号显示在50%以上，便于观观察。3、信号接收机机正面应始终终与待测管线线方向一致（（目的是探测测管线的方向向）。4、当在接地钎钎附近找到信信号时，应向向其远离方向向退几步，再再对接地钎方方向进行检查查判断是否该该信号方向是是接地钎的干干扰信号还是是待测管道的的信号。5、发射机通通常选择2.5w、5w的发射功率。。6、传导性能好好的管线用低低频，传导性性能差的管线线用高频。7、深度测量量时要选择频频率最大时进进行。若接收收机未在接受受信号频率最最大时测深，，当偏离待测测管道垂线方方向1cm时，可能会引引起探测深度度误差近1m。8、开关机键键，开机时时按一下即松松开，关机是是持续按3秒钟左右。12.2地下管网探测测70%法深度度测量基本探测技术术70%测深法：在管管道方向的左左右两边，分分别标定出波波形值为波峰峰值的70%时定位点，左左右两点间的的距离即为该该管道垂直深深度。12.2地下管网探测测探测干扰问题题地下管线仪探探测的是管线线产生的电磁磁场，而不是是管线本身。。所以任何能够够影响管线产产生的电磁场场的干扰都可可能会对探测测造成误差。。高级探测技术术12.2地下管网探测测可以通过对比比峰值法和谷谷值法定位检检查电磁场形形态是否变形形。探测干扰问题题高级探测技术术12.2地下管网探测测谷值法定位在在管线密集的的地方可能会会完全失效。。在这种情况下下峰值法定位位更加可靠一一些。探测干扰问题题高级探测技术术12.2地下管网探测测*避免使用感应法施施加信号*从管线简单的的地方开始探探测*使用较低的频频率减小平行行管线的干扰扰*在远离其它管管线的位置施施加信号*使用单端连接接法施加信号号时接地棒位位置尽量远离离目标管线和和其它管线*可能的话，使使用双端连接接法可以得到到非常好的探探测效果复杂管线探测测技术高级探测技术术12.2地下管网探测测任何设备都有有局限性，地地下管线探测测仪也不例外外。地下管线线探测仪不是是魔杖。4地下管线现况况调绘搜集地下管线线资料，包括括：(1)地下管线竣工工图及技术说说明(优先)。(2)地下管线报批批的方案图、、施工图及技技术说明。对所搜集的资资料进行整理理，调绘l：2000地形图、填写写地下管线现现况调查表。。现况调绘图应应标注管线位位置、相关地地面建(构)筑物及主要管管线点位置、、管径、标高高等内容。地下管线现况况调绘图应根根据管线竣工工图所示尺寸寸及坐标数据据转绘，如无无竣工资料，，可根据其设设计图、施工工图、管线与与邻近的地物物点的相互关关系转绘。12.2地下管网探测测地下管线实地地调查项目表表管线类型埋深断面尺寸电缆孔数材质载体特征附属设施埋设年月权属单位内底外顶管径高×宽电压压力流向流体性质给水△△△△△△排水管道△△△△△△△方沟△△△△△△燃气△△△△△△电力直埋△△△△△△△沟/块△△△△△△△△△通信直埋△△△△△△沟/块△△△△△△△热力△△△△△△△工业△△△△△△△人防△△△△综合管线直埋△△△△△△△沟/块△△△△△△△注：△为必填填项目。12.2地下管网探测测注：△为必填填项目。管线现况调查查表产权单位：所在图幅号：：管线点编号名称类别埋深(m)埋设时间管径或断面尺寸（mm）材质或电缆型号管块孔数传输体特征管顶（底）高程（m）偏距（m）地面高程（m）管线点坐标（m）备注外顶内底压力（v）流向XY1234567891011121314151617填写说明：1、按管线点连连接顺序填写写管线点，包包括一段管线线或分段管线线的起点和终终点。无连连接关系的管管线点之间应应留有空格。。2、地面高程填填写管线点标标志顶高程。。3、偏距填写管管线点与管线线中心的垂直直水平距离。。4、其中必填项项目按表二执执行。12.2地下管网探测测12.3地下管线信息息系统1地下管线信息息系统管线是城市规划、建建设和管理的重要基础资资料。随着城城市功能的调调整和城市建建设的迅速发发展，城市地地形地貌、用用地、规划布布局不断发生生变化，新建建、改建、扩扩建项目不断断增加，如何对城市管管线特别是地地下管线进行行精确、高效效的管理将显显得非常重要要。尽快全面、系系统地管理好好管线信息，，为合理地开开发利用地下空间，如地下工程的规规划、设计、、施工及运行行管理等提供坚实的信信息基础。要想建立完整整、准确的城城市地下基础础设施信息库库，为城市规规划、建设和和管理以及领领导决策快速速、有效的提提供地下管网网信息，必须须建立全市性性的城市地下下管网信息系系统。12.3地下管线信息息系统地下管线信息息系统是一个个为城市规划划、建设、管管理、决策服服务的，以计计算机网络为为载体，GIS软件为平台台的应用型型技术系统统。它以数数字地图为为基础空间间数据、以以空间信息息数据和属属性信息数数据为资源源，利用GIS的数据库管管理、查询询、统计和和分析，从从而为城市市规划、管管理提供技技术决策支支持。地下信息采采集的要求求探测、定位位、管理、、绘图一体体化地下管线信信息系统建建设，就是是将城市的的全部地下下管线信息息以数字的的形式获取取、存储、、管理、分分析、查询询、输出、、更新，通通过建立综综合地下管管线信息系系统、各专专业管线管管理信息系系统，以及及分级、分分布式的地地下管线数数据库和公公共数据交交换服务平平台，建立立一个切实实可行的信信息更新机机制，实现现地下管线线信息的动动态管理和和数据共享享，为社会会提供多元元化的服务务。12.3地下管线信信息系统城市地下管管网种类繁繁多，分属属各行各业业，系统建建立工作量量大。要顺顺利地完成成城市地下下管网信息息系统的建建立工作，，必须采取取强有力的管理理措施和技技术、经济济保障。1).管理上的保保障管管理上的的保障主要要有四个方方面，一是是建立一个个强有力的的协调班子子；二是落落实一个城城市管网信信息系统的的中心站；；三是建立立一套数据据更新办法法；四是建建立一套数数据共享策策略。12.3地下管线信信息系统2)、技术上的的保障技技术术上的保障障主要有两两个方面：：一是必要的的硬、软件件条件和人人才优势；；二是统一的的测绘和信信息整理技技术规范。。3)、经费上的的保障地地下管管网的整理理测量，以以及建立城城市地下管管网信息系系统需要大大量的经费费支持。经经费的投入入直接影响响到该项工工作的深度度、进度和和广度。没没有足够的的经费支持持，该项工工作将难以以开展。12.3地下管线信信息系统12.3地下管线信信息系统12.3地下管线信信息系统地下管线探探测一体化