李蓓蓓

（北京京電電力工程設(shè)計(jì)有限公司，北京 100070）

目前我國(guó)用于通信的管線多采用地下深埋的方式，這種方法相比于暴露在空氣中可以很大程度上減少線路的老化程度，同時(shí)地下的溫度相對(duì)于地面較低，還可以充當(dāng)散熱部分，及時(shí)分走線路產(chǎn)生的大部分熱量。但這種方式也有一定的弊端，假如線路出現(xiàn)問(wèn)題，技術(shù)人員不能迅速定位出故障部位，只能在一定的區(qū)域范圍內(nèi)采用排除法來(lái)找線路出現(xiàn)問(wèn)題的部位，這使得線路搶修的速度慢了太多。技術(shù)專(zhuān)家根據(jù)這些需求將現(xiàn)代測(cè)繪與地下管線測(cè)量有機(jī)結(jié)合起來(lái)，現(xiàn)代測(cè)繪在地下管線鋪設(shè)的全過(guò)程中都起到了不可或缺的作用。

1 地下管線測(cè)量使用的現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)

1.1 實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)

實(shí)時(shí)定位是基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）而得以實(shí)現(xiàn)的，在我國(guó)則主要應(yīng)用由我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。其是融合了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量、自動(dòng)定位技術(shù)、無(wú)線電實(shí)時(shí)通訊而產(chǎn)生的新技術(shù)。其易于操作、精度高等優(yōu)點(diǎn)，且誤差不會(huì)積累，因而在實(shí)際測(cè)量中廣泛應(yīng)用。其還可以多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始測(cè)量，可以顯著縮短工期。

實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)在地下管線測(cè)量中主要體現(xiàn)在前期的管道開(kāi)挖及后期的管道檢修與維護(hù)。管道開(kāi)挖是利用實(shí)時(shí)定位及時(shí)糾正管道的走向，控制其與設(shè)計(jì)方案的偏差。在管道檢修與維護(hù)中利用實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)快速定位問(wèn)題部位，及時(shí)檢修減少損失，維護(hù)則是利用已經(jīng)定位的信息供給工作人員參考。

1.2 全站儀測(cè)繪技術(shù)

全站儀是現(xiàn)代測(cè)繪發(fā)展的代表，其結(jié)合了電子經(jīng)緯儀與光電測(cè)距儀的功能，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，直接輸出工作人員所需要的數(shù)據(jù)。并且其與電子經(jīng)緯儀與光電測(cè)距儀相比，克服了天氣影響，同時(shí)在遇到高大建筑及樹(shù)木時(shí)，還可以保持高精度、快速測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。管線測(cè)量往往對(duì)工期時(shí)間要求比較緊，因此全站儀十分適用。

地下管線鋪設(shè)時(shí)，因?yàn)榈貏?shì)不平整，因此需要測(cè)定每個(gè)碎步點(diǎn)的位置信息，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)位的實(shí)際開(kāi)挖深度來(lái)保證管道的平整性，全站儀的測(cè)量精度及效率則滿(mǎn)足這一需求。

1.3 GIS 技術(shù)

GIS 又稱(chēng)地理信息系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，將位置信息與管線信息對(duì)應(yīng)起來(lái)，生成專(zhuān)屬的數(shù)據(jù)庫(kù)，以供測(cè)量人員查詢(xún)、插入、刪除、更新等操作。既減少了數(shù)據(jù)BUG 出現(xiàn)，又便于對(duì)已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

1.4 探測(cè)機(jī)器人

隨著測(cè)繪行業(yè)發(fā)展高度的不斷提升，研究人員將測(cè)繪與其他行業(yè)進(jìn)行融入交流，產(chǎn)生了更加先進(jìn)的、具有高科技屬性的各種測(cè)量設(shè)備，如測(cè)量機(jī)器人等許多可以自主測(cè)量、自主處理數(shù)據(jù)的儀器。這些儀器不僅精度高，而且工作效率高，誤差小，得出的數(shù)據(jù)也相比有人為干預(yù)的更加客觀準(zhǔn)確。其可在一些復(fù)雜的、人力難以到達(dá)的地下管線測(cè)量工作中擔(dān)當(dāng)重任，代替人力完成測(cè)量任務(wù)。這極大地解放了測(cè)量員，讓測(cè)量員只需要在地面上對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，然后處理機(jī)器人所得出的數(shù)據(jù)即可。

2 現(xiàn)階段地下管線測(cè)量的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題

2.1 現(xiàn)階段管線測(cè)量的現(xiàn)狀

目前地下管線主要分布在城市中。因?yàn)橐郧暗叵鹿芫€的管理相對(duì)不是很完善，很多資料都已經(jīng)丟失或者不再適用，同時(shí)每年新增的管線正成倍增加，因此為了便于統(tǒng)計(jì)管理，所以需要對(duì)地下管線進(jìn)行測(cè)量。城市地下管線測(cè)量具有一定的特點(diǎn)，如管道走向基本靠近馬路邊，埋藏的深度也是固定的等。一些二三線城市主要還是采用工人進(jìn)入管道內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量的方法，因?yàn)槠浒l(fā)展起步較晚，因此地下管線分布相對(duì)比較簡(jiǎn)單、規(guī)整，且其在鋪設(shè)時(shí)已經(jīng)基本使用了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)。一線及超一線城市發(fā)展起步比較早，隨著管線的不斷增加，因此地下管線相對(duì)來(lái)講比較多并且雜亂一點(diǎn)，因此需要對(duì)地下管線進(jìn)行測(cè)量，為以后的城市發(fā)展或有關(guān)單位的后期工程的規(guī)劃提供參考依據(jù)。還有一部分城市面臨專(zhuān)業(yè)測(cè)量員數(shù)量不夠的情況，這也應(yīng)該得到重視，這些城市應(yīng)該重視對(duì)于此類(lèi)人才的招攬及培養(yǎng)，為城市的發(fā)展儲(chǔ)備人才力量。

2.2 現(xiàn)階段地下管線測(cè)量中存在的問(wèn)題

隨著生活水平的日益提高，人們關(guān)于管線的需求也變得更加種類(lèi)豐富，因此以前的測(cè)量方法已經(jīng)逐漸不適用于現(xiàn)在的管線測(cè)量。并且管線可能出現(xiàn)的問(wèn)題也更加五花八門(mén)，有的管線經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，管線出現(xiàn)老化的問(wèn)題，進(jìn)而影響使用；有的管線出現(xiàn)漏液漏氣現(xiàn)象，跟外界物質(zhì)接觸后可能出現(xiàn)劇烈反應(yīng)產(chǎn)生有害物質(zhì)；還會(huì)出現(xiàn)管道變形影響周?chē)芫€使用的情況，這種情況下人員及測(cè)量?jī)x器無(wú)法進(jìn)入實(shí)地測(cè)量。

種種跡象都在說(shuō)明，舊的測(cè)量方法正在被逐漸淘汰，新的測(cè)量?jī)x器及方法即將取代舊儀器舊方法，其更加適用于城市地下管線測(cè)量。同時(shí)有一些政府專(zhuān)用管線可能也會(huì)與普通管線混在一起共同使用，因此管線測(cè)量還具有一定的保密性，要求測(cè)量員不能隨意公開(kāi)數(shù)據(jù)及管線具體使用單位及管線實(shí)際使用情況。

3 現(xiàn)階段地下管線測(cè)量問(wèn)題的解決方案

3.1 資料的不完善

在進(jìn)行新的地下管線鋪設(shè)時(shí)，需要以城市大致的規(guī)劃原則為指導(dǎo)。這便需要清晰的城市地下管線分布圖及控制點(diǎn)信息，這是測(cè)繪工作所必需的兩個(gè)因素。這些數(shù)據(jù)可以在有關(guān)部門(mén)了解到，但還需要施工人員實(shí)地測(cè)量，對(duì)資料中有的管線只需測(cè)量其控制點(diǎn)信息，以此判斷數(shù)據(jù)的可靠性及地勢(shì)變化的情況。對(duì)沒(méi)有登記在冊(cè)的管線，則需要從相關(guān)的管線建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中的圖紙推測(cè)管線的信息，以此為指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。將所得數(shù)據(jù)保存至專(zhuān)業(yè)部門(mén)，完善地下管線信息。

3.2 測(cè)繪在地下管線測(cè)量中的限制

在進(jìn)行具體管線測(cè)量工作時(shí)，往往都伴隨有復(fù)雜的情況，與測(cè)繪工作的理想工作環(huán)境相差甚遠(yuǎn)。這要求測(cè)量員擁有非常豐富的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，可以應(yīng)對(duì)各種出現(xiàn)的問(wèn)題。

地下管線一般都埋藏在人行道旁邊的花園下或者直接埋藏在人行道下，但也有一部分檢修井設(shè)置在馬路上的情況，因此在管線外業(yè)測(cè)量中給測(cè)量員帶來(lái)了很多問(wèn)題。埋藏于花園下的管線大多是上部長(zhǎng)有樹(shù)木，影響測(cè)量結(jié)果的精度。一般這種情況在可以通視的地方架設(shè)新的控制點(diǎn)，將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成被遮擋的控制點(diǎn)獲得到數(shù)據(jù)。測(cè)量埋藏于人行道的管線，需要克服人為活動(dòng)對(duì)測(cè)量工作的干擾，可以通過(guò)設(shè)置警示標(biāo)識(shí)或?qū)⑿腥耸鑼?dǎo)至不會(huì)干擾測(cè)量的路段，以此保證測(cè)量工作的開(kāi)展。測(cè)量馬路上的檢修井面臨的問(wèn)題主要是來(lái)往車(chē)輛的危險(xiǎn)性及檢修井中的未知性。來(lái)往車(chē)輛中車(chē)況復(fù)雜，難免出現(xiàn)各種突發(fā)狀況而影響到測(cè)量工作。檢修井則主要是因?yàn)槠湎旅鎿碛休^大的未知性，這需要測(cè)量員擁有強(qiáng)大的心理素質(zhì)可以應(yīng)對(duì)各種意外情況的出現(xiàn)。

還有一些筆者并不熟悉的管線埋設(shè)情況如海底電纜、光纜、氣體運(yùn)輸管道等，因此筆者沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)討論，其更多涉及海洋測(cè)繪技術(shù)，在此不做過(guò)多闡述。

4 具體實(shí)例分析

筆者從網(wǎng)上了解到了北京懷柔醫(yī)院二期擴(kuò)建的項(xiàng)目信息，因此以此為例，實(shí)際分析現(xiàn)代測(cè)繪在地下管線測(cè)量中的應(yīng)用。

4.1 項(xiàng)目介紹

其二期工程設(shè)計(jì)新建總建筑面積約10 萬(wàn)m2，其中地下面積3.6 萬(wàn)m2。設(shè)計(jì)以框架結(jié)構(gòu)，結(jié)合實(shí)際用途對(duì)不同屬性的樓棟分別使用了混凝土框架與鋼結(jié)構(gòu)框架。

4.2 地下管線測(cè)量前準(zhǔn)備工作

正式開(kāi)工前，探查小組對(duì)地下管線進(jìn)行了仔細(xì)的探查，了解了管線的深度、位置、走向等，并標(biāo)識(shí)了一些需要注意的地點(diǎn)。

該項(xiàng)目結(jié)合實(shí)際情況選用了RD8000 探測(cè)儀，因?yàn)槠鋼碛休^強(qiáng)的操作性及可控性，價(jià)格較低等特點(diǎn)。采用RD8000 時(shí)則有三種主要方法以供選擇：①感應(yīng)法，適用于管線復(fù)雜且多為金屬的情況，反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確度高，操作方便；②夾鉗法，適用于管線復(fù)雜的情況，利用RD8000 準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)對(duì)管線進(jìn)行探測(cè)；③直接法，對(duì)可以直接肉眼觀察到的管線，不用太多復(fù)雜的測(cè)量方法，利用投影設(shè)備進(jìn)行投影標(biāo)記即可。

4.3 具體測(cè)量

對(duì)一些擁有相應(yīng)井蓋的地下管線，施工人員可以明顯觀察到管線點(diǎn)，這種情況可以不使用儀器測(cè)量，直接測(cè)量井深及管線走向即可。

對(duì)于隱蔽性較強(qiáng)的管線點(diǎn)，只能使用儀器進(jìn)行測(cè)量。因?yàn)槠涮幱诘叵?，具有一定的未知性，因此人員一般不會(huì)深入進(jìn)行探查，使用電磁波探測(cè)儀探查。管線反射電磁波，儀器接受反射的電磁波就可以顯示出管線的分布情況以及大致的走向，其原理與蝙蝠的超聲波大致相同。

4.2 某城市供電所測(cè)量地下電纜

4.2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

線路全長(zhǎng)約570 m，測(cè)量?jī)?nèi)容包括探測(cè)電纜位置信息、高程、走向及管道內(nèi)分布情況。主要使用儀器有全站儀及BDS 接收機(jī)。

4.2.2 項(xiàng)目實(shí)況

根據(jù)項(xiàng)目的具體需求，以及具體測(cè)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)的各種場(chǎng)景，將測(cè)量任務(wù)分成了三個(gè)部分，分別為導(dǎo)線控制測(cè)量、GPS 控制測(cè)量及高程控制測(cè)量。

導(dǎo)線控制測(cè)量：這一方法主要在一些地勢(shì)較為平坦但周?chē)邩橇至⒌膱?chǎng)景下使用，因?yàn)楦邩怯绊懥似渌麥y(cè)量方法的使用。該方法主要通過(guò)測(cè)量地面控制點(diǎn)，然后對(duì)數(shù)據(jù)分析處理，將某一個(gè)控制點(diǎn)定位而得出具體數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成測(cè)量任務(wù)。

GPS 控制測(cè)量：GPS 測(cè)量前需要進(jìn)行選點(diǎn)布網(wǎng)，且選點(diǎn)盡量在空曠的地段，這樣可以保證數(shù)據(jù)的傳輸。測(cè)量時(shí)應(yīng)當(dāng)將衛(wèi)星天線調(diào)至最佳姿態(tài)，確保其可以接收到清晰的衛(wèi)星信號(hào)。得出數(shù)據(jù)后，仔細(xì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并校驗(yàn)原始參考值是否出現(xiàn)異常，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出地下電纜的各種具體信息。

高程控制測(cè)量：主要使用水準(zhǔn)尺及相關(guān)儀器配合完成工作。其要求地面起伏不能太大，測(cè)量完成后使用相關(guān)軟件解算數(shù)據(jù)并進(jìn)行精準(zhǔn)校驗(yàn)。

5 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用展望

可以從加強(qiáng)工作人員的能力和簡(jiǎn)化測(cè)量流程兩方面入手。加強(qiáng)工作人員的能力，有關(guān)單位可以定期開(kāi)展集中學(xué)習(xí)，讓工作人員分享最近一段時(shí)間內(nèi)的測(cè)量心得及遇見(jiàn)的難題，互相交流學(xué)習(xí)。同時(shí)還應(yīng)該關(guān)注測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展，及時(shí)掌握最新的測(cè)繪技術(shù)，可以將測(cè)繪技術(shù)更好地應(yīng)用到實(shí)際測(cè)量工作中去。簡(jiǎn)化測(cè)量流程可以從簡(jiǎn)化設(shè)備程序入手，將以機(jī)器自主完成的流程省去，將其編入程序，減少外業(yè)工作的時(shí)間，同時(shí)提高測(cè)量工作的效率。

6 結(jié)語(yǔ)

城市的快速發(fā)展在對(duì)在地上空間進(jìn)行擴(kuò)展的同時(shí)，也加強(qiáng)了對(duì)地下空間的利用，地下空間的利用率逐步提高，因此對(duì)地下空間建設(shè)也提出了一定的要求。地下人為土質(zhì)活動(dòng)主要是管線，需要考量地下土質(zhì)的各種性質(zhì)，如滲水、硬度、土壤酸堿度等，還要對(duì)地下進(jìn)行一定深度的透視，衡量其是否滿(mǎn)足管線鋪設(shè)的要求。同時(shí)還要對(duì)已有的管線進(jìn)行測(cè)量，繪制具體的管線圖。

文章圍繞三個(gè)方面展開(kāi)探討：

①第一部分闡述了在地下管線測(cè)量中使用較多的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，并分析了各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及在什么場(chǎng)景下適合使用。②第二部分圍繞現(xiàn)階段地下管線測(cè)量現(xiàn)狀及存在問(wèn)題展開(kāi)，將現(xiàn)狀與問(wèn)題分成兩塊內(nèi)容進(jìn)行具體分析，概括了目前地下管線測(cè)量的復(fù)雜性及保密性。③第三部分講述了北京懷柔醫(yī)院二期的地下管線測(cè)量的具體細(xì)節(jié)及某城市供電所地下電纜測(cè)量實(shí)況。分析了項(xiàng)目背景和實(shí)際施工中存在的情況，并根據(jù)網(wǎng)上查詢(xún)到的信息及筆者自己的了解對(duì)有關(guān)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行解讀并給出了一定建議。④第四部分針對(duì)現(xiàn)階段地下管線測(cè)量存在的問(wèn)題，分析給出了幾點(diǎn)筆者的方法建議。⑤第五部分對(duì)測(cè)繪科學(xué)的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望，在測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用逐漸廣泛的大背景下，其必會(huì)有質(zhì)的飛躍。希望可以給有關(guān)從業(yè)者提供一定的幫助。