程遠達

（上海市測繪院，上海 200063）

2007年我院承接的黃浦區(qū)地下管線普查項目采用了這種運作模式，它為上海市科教興市重大項目之一的“上海地下空間信息基礎(chǔ)平臺及其關(guān)鍵技術(shù)研究”提供地下空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為黃浦區(qū)市政工程管理署進行管線維護、搶修和業(yè)務(wù)管理提供依據(jù)。本文結(jié)合此項目方案編制與實施實踐，對地下管線普查方案設(shè)計與實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進行探討，以供同行參考。

1 項目概況

黃浦區(qū)地處上海市行政經(jīng)濟中心，為核心商業(yè)區(qū)。區(qū)內(nèi)道路密集、交通繁忙，行人和流動障礙眾多；地下管網(wǎng)密集，新老管線種類繁多，分布縱橫交錯、上下重疊；區(qū)內(nèi)道路經(jīng)過數(shù)次改造，土壤中含有大量建筑殘留物，地下介質(zhì)極不均勻。如此復(fù)雜條件，地下管線綜合探測難度很大。要做好地下管線普查工程，編寫一份科學(xué)合理的技術(shù)方案是項目成功的首要關(guān)鍵。因此在設(shè)計黃浦區(qū)管線普查項目方案時，著重從梳理業(yè)主要求，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；細致準(zhǔn)備，設(shè)計科學(xué)合理的作業(yè)流程；抓住流程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，控制項目過程質(zhì)量；嚴密組織，確保安全生產(chǎn)、職責(zé)分明。經(jīng)普查工程的實踐驗證，設(shè)計方案對項目生產(chǎn)人員、管理人員、質(zhì)檢人員都起到了較好的指導(dǎo)作用。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定

城市地下管線普查須面對不同對象，其要求也各不相同[3]。業(yè)主往往根據(jù)自身需要，側(cè)重于從普查成果的使用角度設(shè)定管線普查的目標(biāo)；而普查單位則從生產(chǎn)流程出發(fā)推導(dǎo)最后的成果要求。兩者出發(fā)點的不一致必然存在矛盾之處。因此在編寫普查項目方案時，制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)既要考慮業(yè)主對成果應(yīng)用的要求，又要符合實際的作業(yè)流程規(guī)范。從黃浦區(qū)地下管線探查任務(wù)來看，地下空間管理單位要求成果以點、線、面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并以數(shù)據(jù)庫形式提交；而市政管理單位要求以綜合管線圖方式為主，以數(shù)據(jù)庫成果為輔。為此，業(yè)主提供了《地下管線數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求》初稿，在其中規(guī)定了涉及不同行業(yè)所有地下管線數(shù)據(jù)采集工作的技術(shù)要求和成果要求。因此在編寫方案時首先以該文本為依據(jù)，梳理和制定管線探測過程中的數(shù)據(jù)記錄、成果管線庫和成圖的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 地下管線普查成果標(biāo)準(zhǔn)

地下管線數(shù)據(jù)的成果標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)系到數(shù)據(jù)采集內(nèi)容、質(zhì)量控制節(jié)點、內(nèi)外業(yè)銜接工藝設(shè)計等諸多方面。在黃浦區(qū)地下管線普查項目中，業(yè)主提供的《地下管線數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求》對管線分類、作業(yè)代碼、管線點線面結(jié)構(gòu)、管線的權(quán)屬單位及埋設(shè)方式等進行了定義，但主要考慮企業(yè)需求，與國家標(biāo)準(zhǔn)《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》和上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《地下管線測繪規(guī)范》、《地下管線探測技術(shù)規(guī)程》中的內(nèi)容不一致[4～6]。因此，使用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝設(shè)計顯然無法滿足和實現(xiàn)業(yè)主的需求。經(jīng)與業(yè)主多次溝通，本著從生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)獲取一體化與自動化實現(xiàn)的優(yōu)先原則，對照管線探測和測量規(guī)范的要求，梳理修訂了技術(shù)要求中所列的16個數(shù)據(jù)定義表，在取得業(yè)主同意后，作為技術(shù)方案設(shè)計的依據(jù)。

2.2 地下管線探查記錄表式

地下管線探查記錄表是管線探測過程中最原始的質(zhì)量記錄，是地下管線探測成果制作的依據(jù)。記錄表根據(jù)修訂的《地下管線數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求》，利用《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》中的地下管線探測點表進行修訂，將表中的16項內(nèi)容修訂為24項，并對記錄表中各項內(nèi)容的填寫作出明確具體規(guī)定，以確保調(diào)查項目不遺漏和填寫內(nèi)容一致性，規(guī)范了程序自動讀入管線屬性與地理數(shù)據(jù)掛接，為數(shù)據(jù)自動化處理和質(zhì)量控制奠定了基礎(chǔ)。

2.3 地下管線成圖標(biāo)準(zhǔn)

地下綜合管線圖是管線探測成果的直觀表示，制定的地下管線成圖標(biāo)準(zhǔn)既要考慮業(yè)主直接使用、看圖識圖的習(xí)慣，又要在圖上對新增的采集要素完整表達，同時還需兼顧計算機自動成圖的要求，并符合上海市綜合地下管線庫的標(biāo)準(zhǔn)。在本項目制定管線成圖標(biāo)準(zhǔn)時，參照國家及上海市的相關(guān)技術(shù)規(guī)程，完整表達數(shù)據(jù)采集中的所有要素，對于新增的要素且現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)無法找到的，經(jīng)征詢意見并取得業(yè)主同意后予以補充完善。

3 作業(yè)流程設(shè)計

地下管線普查不同于一般的測繪工程，它涉及地球物理勘探、測繪和GΙS制圖等技術(shù)的融合，作業(yè)流程設(shè)計的科學(xué)性、合理性直接影響普查效率和產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)計作業(yè)流程之前，須先調(diào)查分析普查區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有資料、區(qū)域的地球物理特征和探測儀器的性能等基本情況。

2.4 PITC和VCT發(fā)現(xiàn)的感染者特征比較 對2016年發(fā)現(xiàn)的感染者當(dāng)年死亡比例、既往檢測比例、晚發(fā)現(xiàn)比例進行分析，比較PITC和VCT發(fā)現(xiàn)的感染者特征。與VCT相比，PITC途徑發(fā)現(xiàn)的感染者晚發(fā)現(xiàn)比例較高，既往檢測比例較低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），見表3。

3.1 基礎(chǔ)資料分析

（1）收集普查區(qū)域現(xiàn)有資料

地下管線資料的收集對普查工作開展非常重要，尤其對復(fù)雜的探測區(qū)域，管線間存在相互電磁干擾導(dǎo)致定位精度不準(zhǔn)確，利用現(xiàn)有的管線資料在現(xiàn)場可以幫助作業(yè)員快速準(zhǔn)確地判斷管線的走向。地下管線資料的收集也不能一味照單全收，只有通過細致分析，利用有價值的資料，才能真正給物探工作帶來便利。

黃浦區(qū)歷年來積累了相當(dāng)豐富的資料。地形資料利用我院每半年更新的1:500地形圖，管線資料除了調(diào)取上海市地下管線數(shù)據(jù)庫的資料外，還有近幾年來完成的電力竣工圖紙采集入庫項目成果、排水管網(wǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)和零散的三維管線跟測數(shù)據(jù)，同時還有各管線專業(yè)公司提供的專業(yè)管線資料。

根據(jù)收集的資料，按照數(shù)據(jù)可靠性和完整性進行分析評級，根據(jù)評級結(jié)果確定成果利用程度[7,8]。如地形圖數(shù)據(jù)、排水管線數(shù)據(jù)，資料質(zhì)量等級為優(yōu)，在項目中可直接利用；電力竣工圖紙采集庫成果數(shù)據(jù)的平面位置能作為現(xiàn)場定位、查遺的依據(jù)，資料等級為良；各專業(yè)管線公司資料，僅能作為管線存在與否和屬性調(diào)查的依據(jù)，資料質(zhì)量等級為中；上海地下管線庫中資料，來源多種多樣，成果精度不一，數(shù)據(jù)年代久遠，且只區(qū)分了大的管類，圖中的老管線可能已改排，可作為探查草圖使用，資料等級為中。

（2）了解普查區(qū)域地球物理特征

對普查區(qū)域現(xiàn)狀的了解，可知探查的難度，以選擇合適的探測儀器和確定合理的探測方法。黃浦區(qū)地下管線種類繁雜，鋪設(shè)材質(zhì)既有導(dǎo)電性良好的鑄鐵管、鋼管，又有少部分非導(dǎo)電性的砼管、PVC和PE管；地下管線分布密集，道路交叉口處縱橫交錯；鋪設(shè)區(qū)的道路路面主要為水泥和瀝青，下有砂石作基層，其下土質(zhì)主要為粘性土，且經(jīng)多次道路改造帶來地下管線探測時的磁場異常。因此，針對具有良好導(dǎo)電性的材料，利用高精度的探測儀器可確定被探測管線的位置和埋深；而對于砼、塑料材質(zhì)等非金屬管道，無論其自身還是管道內(nèi)介質(zhì)，都與周圍土質(zhì)存在較大的物性差異，可利用在管道加載導(dǎo)電介質(zhì)或使用高頻電磁波(即雷達波)以確定管線的位置和深度[9]；對管線密集區(qū)如道路交叉口，增加米字形掃描和重復(fù)探測，確保管線不遺漏和提高成果的可靠性。

（3）儀器的方法試驗與一致性校驗

方法試驗是確定擬投入的探測儀器在選定探測區(qū)域的方法技術(shù)和儀器設(shè)備的有效性、精度的相關(guān)參數(shù)。對于不同類型的地下管線、在不同地球物理條件的地區(qū)，應(yīng)分別進行方法試驗[10]。據(jù)此確定最小收發(fā)距離、最佳收大距離、最佳發(fā)射頻率、最佳發(fā)射功率，以確定修正系數(shù)（深度），提高精度。同時對擬投入使用的探測儀器進行一致性校驗，保證各類儀器探測精度的一致性。

在編寫技術(shù)方案前，選擇了不同管線類型一定數(shù)量的已知點進行方法試驗，要求覆蓋所需探測的所有大類管線，以尋求合適的探測方法。根據(jù)本項目的試驗結(jié)果，管線探測激發(fā)方式應(yīng)盡量選擇對鄰近管線感應(yīng)小、突出目標(biāo)管線異常的方式為主。給水管線優(yōu)先采用直連法，其次為感應(yīng)法；燃氣管線一般不允許使用直連，而采用感應(yīng)法，有示蹤線時，確認燃氣不泄漏情況下可采用直連示蹤線探測；電力、通訊類等管線優(yōu)先采用夾鉗法，感應(yīng)法慎用。同時，根據(jù)試驗結(jié)果，確定了擬投入儀器的頻率、最佳發(fā)射功率、最佳收發(fā)距和最小收發(fā)距。

3.2 設(shè)計科學(xué)合理的工藝

根據(jù)方案設(shè)計前的調(diào)查了解和試驗成果，針對管線普查工程特點，將項目生產(chǎn)作業(yè)劃分為三道工序：地下管線探查、地下管線測量、數(shù)據(jù)處理與管線圖編繪。

（1）地下管線探查

地下管線探查的工序設(shè)計，就是根據(jù)制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確管線探查的方法和技術(shù)要求。包括明顯管線點調(diào)查與測量、儀器的方法試驗與一致性校驗、隱蔽管線點探測的方法和技術(shù)要求，并對作業(yè)中注意事項加以規(guī)定。方案中還應(yīng)重點根據(jù)測區(qū)內(nèi)不同管線，設(shè)計針對性的物探方法并解決測區(qū)內(nèi)疑難管線探測的方案。在黃浦區(qū)管線普查方案中，作業(yè)中注意事項如探測點編號、探查記錄的填寫，手圖的編繪等作出詳細的規(guī)定；針對非金屬管線、相鄰平行管線、埋深較大管線等疑難問題設(shè)計了可行的解決方案。

（2）地下管線測量

地下管線測量工序設(shè)計，就是針對測區(qū)情況采用新技術(shù)新方法布設(shè)合理的測量方案，包括平高控制網(wǎng)的布設(shè)、管線點三維坐標(biāo)的采集和探查區(qū)域帶狀地形圖修測等測量的方法和技術(shù)要求。

（3）數(shù)據(jù)處理與管線圖編繪

數(shù)據(jù)處理和管線圖工序設(shè)計，就是使用一定的技術(shù)方法對地下管線探查和測量工序采集的地理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行處理，包括探查與測量數(shù)據(jù)的錄入校核、數(shù)據(jù)記錄的聯(lián)動、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)接邊、數(shù)據(jù)檢查和管線圖的編繪等方法和要求。

3.3 各工序的銜接

根據(jù)設(shè)計的工藝流程，管線普查的工作由三道工序組成，必須做好工序間的銜接，方可保證產(chǎn)品質(zhì)量和作業(yè)周期。在黃浦區(qū)管線普查項目方案設(shè)計中，以管線點編號作為工序連接關(guān)鍵，在管線點編號的規(guī)則中包含了作業(yè)小組的編號、管線的分類碼和探查小組的順序號。管線探查階段要求探測現(xiàn)場的標(biāo)記、探測草圖、探測記錄上填寫管線點編號；管線測量階段以管線點編號作為測量點號；數(shù)據(jù)處理和管線圖編繪階段也以管線點編號作為數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵字段，在成果圖上顯示管線點號，通過管線點號這個測區(qū)內(nèi)唯一編號的關(guān)鍵紐帶，做好工序間的銜接。

4 過程實施與質(zhì)量監(jiān)控

4.1 關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制

通過設(shè)計的工序流程，分析項目生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以預(yù)防和事后檢查相結(jié)合的方式，確保項目的生產(chǎn)質(zhì)量。預(yù)防首先是加強作業(yè)員的技術(shù)培訓(xùn)，其次通過開發(fā)程序控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)并下發(fā)給作業(yè)小組，在第一時間消除錯誤。事后檢查主要采取現(xiàn)場抽查、成果巡查和數(shù)據(jù)核對。同時，針對工序中人工處理較多環(huán)節(jié)，加大力量以減少人為疏忽。在探測過程中，重點抓住探測記錄與探測草圖的一致性，明顯點調(diào)查和量測的不遺漏；為做到管線探測的不遺漏，除在實地對收集資料上任何管線一一跟蹤驗證外，對交叉路口進行米字型掃描，中間路段進行橫向掃描，對探測的成果使用地質(zhì)雷達進行精度驗證，小組之間的單獨作業(yè)接邊檢查等；在管線點測量過程中，重點抓好首級平高控制網(wǎng)的布設(shè)，做到不超差，測量點號編寫一致；在成果入庫和成圖階段，通過編寫程序重點檢查成果是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，是否存在邏輯錯誤，是否做好小組和項目部的接邊等，將數(shù)據(jù)庫反生成的管線圖與項目部上交管線圖進行比對，確保圖庫一致性。

4.2 組織實施管理

組織管理是實現(xiàn)項目又好又快實施的關(guān)鍵，包含人員組織、生產(chǎn)計劃制定和安全保障等措施。

項目的人員組織按照責(zé)任進行劃分，對作業(yè)小組進行編號并與探測成果予以關(guān)聯(lián)。在黃浦區(qū)普查項目中，按由上到下方式成立了領(lǐng)導(dǎo)小組、技術(shù)小組、項目組、項目部和作業(yè)小組。領(lǐng)導(dǎo)小組的主要工作職責(zé)是負責(zé)測繪工程技術(shù)方案的審定和組織協(xié)調(diào)及外部聯(lián)系工作，牽頭協(xié)調(diào)有關(guān)部門；技術(shù)小組負責(zé)技術(shù)方案和技術(shù)規(guī)范的研究制定，并對該工程進行技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)指導(dǎo)；項目小組負責(zé)與相關(guān)單位測量數(shù)據(jù)入庫的銜接和協(xié)調(diào)，實時滿足項目工作的要求。

生產(chǎn)計劃的制定根據(jù)業(yè)主的周期要求，并考慮到部分路段只能在夜間施工，及冬季嚴寒與春夏季的梅雨所帶來的工作效率降低，總體上按小測區(qū)滾動的方式，即將普查區(qū)域分成若干個小測區(qū)，規(guī)定各小測區(qū)完成時間，在其提交項目組和監(jiān)理檢查驗收后，方可開工下一個小測區(qū)，確保生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量檢查的順利開展。

安全是管線普查工作中的重點，工作過程中涉及沼氣、煤氣和天燃氣等危險源，以及帶電的高低壓電纜。因此制定了《崗位職責(zé)及安全操作規(guī)程》和《安全危險源辨識及預(yù)防措施》，同時切實加強督查管理，以規(guī)范作業(yè)過程中的操作行為，保證項目安全生產(chǎn)。

5 結(jié)語

城市地下管線普查方案的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)業(yè)主要求和普查區(qū)域的特點，制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在資料收集和充分踏勘的基礎(chǔ)上設(shè)計方案，并控制質(zhì)量環(huán)節(jié)，確保項目有序?qū)嵤?。黃浦區(qū)管線普查項目的成功實踐，可為城市地下管線普查工作提供有益借鑒。

References)

[1]楊建剛. 工程物探方法在上海城市建設(shè)與管理中的應(yīng)用[J]. 上海地質(zhì),2006,27(4):14-18.

Yang J G. The application of engineering geophysical technology in urban construction of Shanghai[J]. Shanghai Geology,2006,27(4):14-18.

[2]江貽芳. 我國城市地下管線信息化建設(shè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 測繪通報,2007,(12):1-4.

Jiang Y F. Progress of information construction of urban underground pipeline in China[J]. Bulletin of Surveying and Mapping,2007,(12):1-4.

[3]趙峰. 上海開展地理市情監(jiān)測工作的思考[J]. 上海國土資源,2011,32(3):74-76.

Zhao F. Discussion of geographical situation surveying work in Shanghai[J]. Shanghai Land & Resources, 2011,32(3):74-76.

[4]CJJ61-2003, 國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程[S].

Chinese national professional standard. Technical specification for detecting and surveying underground pipelines and cables in city(CJJ61-2003)[S].

[5]DG/TJ08-85-2010, 上海市工程建設(shè)規(guī)范:地下管線測繪規(guī)范[S].

Shanghai engineering construct criterion. Code for surveying and mapping underground pipelines and cables (DG/TJ08-85-2010)[S].

[6]DGJ08-2097-2012, 上海市工程建設(shè)規(guī)范:地下管線探測技術(shù)規(guī)程[S].

Shanghai engineering construct criterion. Technical specification for detecting and surveying underground pipelines and cables(DGJ08-2097-2012)[S].

[7]黃厚. SOA架構(gòu)在城市地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)中的應(yīng)用研究[J]. 上海地質(zhì),2010,31(2):26-29.

Huang H. Application and research of service oriented architecture in constructing the urban geographic information public service platform[J]. Shanghai Geology,2010,31(2):26-29.

[8]鞏志偉,王屏,鞏翼龍. 城市地理信息公眾服務(wù)平臺服務(wù)功能的探討[J]. 測繪與空間地理信息,2011,(2):122-123,126.

Gong Z W, Wang P, Gong Y L. Discussion on the service function of urban geographical information public service platform[J]. Geomatics& Spatial Information Technology,2011,(2):122-123,126.

[9]劉伍,曾來,司永峰,等. 地下障礙物探測井中地震散射波成像數(shù)值模擬[J]. 上海國土資源,2012,33(3):66-70.

Liu W, Zeng L, Si Y F, et al. Numerical simulation of borehole seismic scattered wave imaging for the detection of underground obstacles[J]. Shanghai Land & Resources,2012,33(3):66-70.

[10]張舒杰,吳健生,趙永輝,等. 綜合物探方法在城市地下樁基地籍調(diào)查中的應(yīng)用研究[J]. 上海國土資源,2012,33(4):80-83,88.

Zhang S J, Wu J S, Zhao Y H, et al. Application of integrated geophysical methods to underground pile foundation cadastral investigate[J]. Shanghai Land & Resources,2012,33(4):80-83,88.