探讨地下管线测量中现代测绘的应用

李蓓蓓

（北京京电电力工程设计有限公司，北京 100070）

目前我国用于通信的管线多采用地下深埋的方式，这种方法相比于暴露在空气中可以很大程度上减少线路的老化程度，同时地下的温度相对于地面较低，还可以充当散热部分，及时分走线路产生的大部分热量。但这种方式也有一定的弊端，假如线路出现问题，技术人员不能迅速定位出故障部位，只能在一定的区域范围内采用排除法来找线路出现问题的部位，这使得线路抢修的速度慢了太多。技术专家根据这些需求将现代测绘与地下管线测量有机结合起来，现代测绘在地下管线铺设的全过程中都起到了不可或缺的作用。

1 地下管线测量使用的现代测绘新技术

1.1 实时定位系统

实时定位是基于全球导航卫星系统（GNSS）而得以实现的，在我国则主要应用由我国自主研发的北斗导航系统。其是融合了实时动态测量、自动定位技术、无线电实时通讯而产生的新技术。其易于操作、精度高等优点，且误差不会积累，因而在实际测量中广泛应用。其还可以多个站点同时开始测量，可以显著缩短工期。

实时定位系统在地下管线测量中主要体现在前期的管道开挖及后期的管道检修与维护。管道开挖是利用实时定位及时纠正管道的走向，控制其与设计方案的偏差。在管道检修与维护中利用实时定位系统快速定位问题部位，及时检修减少损失，维护则是利用已经定位的信息供给工作人员参考。

1.2 全站仪测绘技术

全站仪是现代测绘发展的代表，其结合了电子经纬仪与光电测距仪的功能，同时结合计算机技术可以对数据实时处理，直接输出工作人员所需要的数据。并且其与电子经纬仪与光电测距仪相比，克服了天气影响，同时在遇到高大建筑及树木时，还可以保持高精度、快速测量的优点。管线测量往往对工期时间要求比较紧，因此全站仪十分适用。

地下管线铺设时，因为地势不平整，因此需要测定每个碎步点的位置信息，计算每个点位的实际开挖深度来保证管道的平整性，全站仪的测量精度及效率则满足这一需求。

1.3 GIS 技术

GIS 又称地理信息系统，利用计算机与数据库技术，将位置信息与管线信息对应起来，生成专属的数据库，以供测量人员查询、插入、删除、更新等操作。既减少了数据BUG 出现，又便于对已有的数据进行管理。

1.4 探测机器人

随着测绘行业发展高度的不断提升，研究人员将测绘与其他行业进行融入交流，产生了更加先进的、具有高科技属性的各种测量设备，如测量机器人等许多可以自主测量、自主处理数据的仪器。这些仪器不仅精度高，而且工作效率高，误差小，得出的数据也相比有人为干预的更加客观准确。其可在一些复杂的、人力难以到达的地下管线测量工作中担当重任，代替人力完成测量任务。这极大地解放了测量员，让测量员只需要在地面上对机器人进行控制，然后处理机器人所得出的数据即可。

2 现阶段地下管线测量的现状以及存在的问题

2.1 现阶段管线测量的现状

目前地下管线主要分布在城市中。因为以前地下管线的管理相对不是很完善，很多资料都已经丢失或者不再适用，同时每年新增的管线正成倍增加，因此为了便于统计管理，所以需要对地下管线进行测量。城市地下管线测量具有一定的特点，如管道走向基本靠近马路边，埋藏的深度也是固定的等。一些二三线城市主要还是采用工人进入管道内部进行测量的方法，因为其发展起步较晚，因此地下管线分布相对比较简单、规整，且其在铺设时已经基本使用了现代测绘技术。一线及超一线城市发展起步比较早，随着管线的不断增加，因此地下管线相对来讲比较多并且杂乱一点，因此需要对地下管线进行测量，为以后的城市发展或有关单位的后期工程的规划提供参考依据。还有一部分城市面临专业测量员数量不够的情况，这也应该得到重视，这些城市应该重视对于此类人才的招揽及培养，为城市的发展储备人才力量。

2.2 现阶段地下管线测量中存在的问题

随着生活水平的日益提高，人们关于管线的需求也变得更加种类丰富，因此以前的测量方法已经逐渐不适用于现在的管线测量。并且管线可能出现的问题也更加五花八门，有的管线经过长时间的使用后，管线出现老化的问题，进而影响使用；有的管线出现漏液漏气现象，跟外界物质接触后可能出现剧烈反应产生有害物质；还会出现管道变形影响周围管线使用的情况，这种情况下人员及测量仪器无法进入实地测量。

种种迹象都在说明，旧的测量方法正在被逐渐淘汰，新的测量仪器及方法即将取代旧仪器旧方法，其更加适用于城市地下管线测量。同时有一些政府专用管线可能也会与普通管线混在一起共同使用，因此管线测量还具有一定的保密性，要求测量员不能随意公开数据及管线具体使用单位及管线实际使用情况。

3 现阶段地下管线测量问题的解决方案

3.1 资料的不完善

在进行新的地下管线铺设时，需要以城市大致的规划原则为指导。这便需要清晰的城市地下管线分布图及控制点信息，这是测绘工作所必需的两个因素。这些数据可以在有关部门了解到，但还需要施工人员实地测量，对资料中有的管线只需测量其控制点信息，以此判断数据的可靠性及地势变化的情况。对没有登记在册的管线，则需要从相关的管线建设的各个环节中的图纸推测管线的信息，以此为指导进行实地测量。将所得数据保存至专业部门，完善地下管线信息。

3.2 测绘在地下管线测量中的限制

在进行具体管线测量工作时，往往都伴随有复杂的情况，与测绘工作的理想工作环境相差甚远。这要求测量员拥有非常丰富的测量经验，可以应对各种出现的问题。

地下管线一般都埋藏在人行道旁边的花园下或者直接埋藏在人行道下，但也有一部分检修井设置在马路上的情况，因此在管线外业测量中给测量员带来了很多问题。埋藏于花园下的管线大多是上部长有树木，影响测量结果的精度。一般这种情况在可以通视的地方架设新的控制点，将获得的数据转换成被遮挡的控制点获得到数据。测量埋藏于人行道的管线，需要克服人为活动对测量工作的干扰，可以通过设置警示标识或将行人疏导至不会干扰测量的路段，以此保证测量工作的开展。测量马路上的检修井面临的问题主要是来往车辆的危险性及检修井中的未知性。来往车辆中车况复杂，难免出现各种突发状况而影响到测量工作。检修井则主要是因为其下面拥有较大的未知性，这需要测量员拥有强大的心理素质可以应对各种意外情况的出现。

还有一些笔者并不熟悉的管线埋设情况如海底电缆、光缆、气体运输管道等，因此笔者没有进行详细讨论，其更多涉及海洋测绘技术，在此不做过多阐述。

4 具体实例分析

笔者从网上了解到了北京怀柔医院二期扩建的项目信息，因此以此为例，实际分析现代测绘在地下管线测量中的应用。

4.1 项目介绍

其二期工程设计新建总建筑面积约10 万m2，其中地下面积3.6 万m2。设计以框架结构，结合实际用途对不同属性的楼栋分别使用了混凝土框架与钢结构框架。

4.2 地下管线测量前准备工作

正式开工前，探查小组对地下管线进行了仔细的探查，了解了管线的深度、位置、走向等，并标识了一些需要注意的地点。

该项目结合实际情况选用了RD8000 探测仪，因为其拥有较强的操作性及可控性，价格较低等特点。采用RD8000 时则有三种主要方法以供选择：①感应法，适用于管线复杂且多为金属的情况，反应灵敏、准确度高，操作方便；②夹钳法，适用于管线复杂的情况，利用RD8000 准确度高的特点对管线进行探测；③直接法，对可以直接肉眼观察到的管线，不用太多复杂的测量方法，利用投影设备进行投影标记即可。

4.3 具体测量

对一些拥有相应井盖的地下管线，施工人员可以明显观察到管线点，这种情况可以不使用仪器测量，直接测量井深及管线走向即可。

对于隐蔽性较强的管线点，只能使用仪器进行测量。因为其处于地下，具有一定的未知性，因此人员一般不会深入进行探查，使用电磁波探测仪探查。管线反射电磁波，仪器接受反射的电磁波就可以显示出管线的分布情况以及大致的走向，其原理与蝙蝠的超声波大致相同。

4.2 某城市供电所测量地下电缆

4.2.1 项目简介

线路全长约570 m，测量内容包括探测电缆位置信息、高程、走向及管道内分布情况。主要使用仪器有全站仪及BDS 接收机。

4.2.2 项目实况

根据项目的具体需求，以及具体测量时会出现的各种场景，将测量任务分成了三个部分，分别为导线控制测量、GPS 控制测量及高程控制测量。

导线控制测量：这一方法主要在一些地势较为平坦但周围高楼林立的场景下使用，因为高楼影响了其他测量方法的使用。该方法主要通过测量地面控制点，然后对数据分析处理，将某一个控制点定位而得出具体数据，进而完成测量任务。

GPS 控制测量：GPS 测量前需要进行选点布网，且选点尽量在空旷的地段，这样可以保证数据的传输。测量时应当将卫星天线调至最佳姿态，确保其可以接收到清晰的卫星信号。得出数据后，仔细对数据进行筛选，并校验原始参考值是否出现异常，然后将数据进行处理得出地下电缆的各种具体信息。

高程控制测量：主要使用水准尺及相关仪器配合完成工作。其要求地面起伏不能太大，测量完成后使用相关软件解算数据并进行精准校验。

5 现代测绘技术的应用展望

可以从加强工作人员的能力和简化测量流程两方面入手。加强工作人员的能力，有关单位可以定期开展集中学习，让工作人员分享最近一段时间内的测量心得及遇见的难题，互相交流学习。同时还应该关注测绘科学的发展，及时掌握最新的测绘技术，可以将测绘技术更好地应用到实际测量工作中去。简化测量流程可以从简化设备程序入手，将以机器自主完成的流程省去，将其编入程序，减少外业工作的时间，同时提高测量工作的效率。

6 结语

城市的快速发展在对在地上空间进行扩展的同时，也加强了对地下空间的利用，地下空间的利用率逐步提高，因此对地下空间建设也提出了一定的要求。地下人为土质活动主要是管线，需要考量地下土质的各种性质，如渗水、硬度、土壤酸碱度等，还要对地下进行一定深度的透视，衡量其是否满足管线铺设的要求。同时还要对已有的管线进行测量，绘制具体的管线图。

文章围绕三个方面展开探讨：

①第一部分阐述了在地下管线测量中使用较多的现代测绘技术，并分析了各种技术的优点及在什么场景下适合使用。②第二部分围绕现阶段地下管线测量现状及存在问题展开，将现状与问题分成两块内容进行具体分析，概括了目前地下管线测量的复杂性及保密性。③第三部分讲述了北京怀柔医院二期的地下管线测量的具体细节及某城市供电所地下电缆测量实况。分析了项目背景和实际施工中存在的情况，并根据网上查询到的信息及笔者自己的了解对有关测量技术进行解读并给出了一定建议。④第四部分针对现阶段地下管线测量存在的问题，分析给出了几点笔者的方法建议。⑤第五部分对测绘科学的未来发展进行展望，在测绘技术应用逐渐广泛的大背景下，其必会有质的飞跃。希望可以给有关从业者提供一定的帮助。