地下管线探测毕业论文.doc

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黄河水利职业技术学院毕业设计报告

第一章绪论

1.1项目实施的目的和意义

1.1.1项目实施目的

城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是现代化城市高效运转的基本保证，是维持城市正常运转的大动脉。

山东青岛市作为全省的重要城市，随着改革开放的进一步深入，经济的飞速发展，城市建设日新月异，地下管线在城市规划建设中的地位愈来愈重要。

为了准确掌握本市的地下管线现状，合理开发和有效利用地下空间，需对改建道路的地下管线进行普查，以期通过物探的方法探测查明各种地下管线的埋设情况，建立现代化的地理信息管理系统，为城市道路综合改造的规划、设计、施工和管理提供完整的基础数据，为道路改造工程的顺利完成提供及时、适用的基础设施信息保证。

本次地下管线普查工程是对青岛城市地下埋设的给水、雨污水、燃气、电力、电讯、热力、路灯、交通信号灯、工业管道及其它地下隐蔽工程等管线的平面位置、埋深、高程、走向、性质、规格、材质、埋设时间和权属单位等进行全面的探测与调查。

按照《青岛市地下管线探测及信息化技术规程》，将所有普查成果转入青岛市自主研发的“地下管线管理信息系统”进行动态管理，并且按规程要求绘制综合地下管线图、专业地下管线图和结点放大示意图，建立相应比例尺的管线图形数据库。

1.1.2项目实施的意义

城市地下管线包括给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业管道等几大类，它就像人体内的“神经”和“血管”，日夜担负着传递信息和输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”；同时，在进行城市规划，设计、施工和管理工作中，如果没有完整准确的地下管线信息，就会变成“瞎子”，到处碰壁，寸步难行，甚至造成在重大的损失，所以说地下管线的图纸、资料是城市规划建设中的重要基础信息。

良好的基础设施和完善的城市功能所形成的良好的投资环境，是加快经济发展，加速现代化进程的保障。

城市发展越来越快，负载也越来越重，对地下管线的依赖性也越来越大。

但是由于历史和现实的各种原因，我国城市地下管线管理滞后于城市的发展和国际同行业水平，其混乱无序的状况，已经成为我国城市建设和国民经济发展的瓶颈之一。

随着社会经济的发展和人口的城市化，城市灾害的危害日益突出，尤其是迅速膨胀的大城市和特大城市，城市的自然灾害，环境灾害和人为灾害都十分严重。

一个现代化的城市的可持续发展，必须是具有安全保障，特别是面对突发事件和灾害，能够做出快速的正确的决策和有效的救援响应。

所以，我们要从城市发展战略高度来认识地下管线在城市规划、建设和管理中的作用与地位，掌握和摸清城市地下管线的现状，是城市自身经济社会发展的需要，是城市规划建设的需要，是防灾和应付突发性重大事故的需要。

对维护城市“生命线”的正常运行，保障城市人民的正常生产、生活和社会发展都具有重大的现实意义和深远的历史意义。

正如六十年代周总理提出的“搞好地下管网建设对现代化城市建设具有重要意义”。

七十年代万里同志提出的“搞好城市地下管网建设是为子孙后代造福的大事，是具有深远的战略意义”。

1.2测区概况

青岛市位于山东半岛南端，黄海之滨，东北与烟台市毗邻，西与潍坊市相连，西南与日照市接壤。

气候具有海洋性气候特征，空气湿润，温度适中，昼夜温差小，气候升降平缓。

测区内管线种类齐全，大多埋设在道路中间以及两侧的慢车道、便道或绿化带内。

作业区内交通繁忙，道路错综复杂，路旁绿化带很多，人流量以及车流量较大，给管线普查工作以及测量工作带来很大的难度。

1.3工作范围及工作内容

1.3.1工作范围测绘信息网

本次地下管线普查范围为青岛市整个市区内的地下管线，管线探测至路两侧辅道至第一排建筑物，道路交叉口向外探测50～100米。

1.3.2工作内容测绘信息网

本次地下管线普查对象是上述工作范围内的给水、排水（含雨水、污水与雨污合流）、燃气（含煤气、液化气、天然气）、电力（路灯、交警、供电）、电讯、热力、人防、工业管道等地下管线。

工作内容主要包括:

已有资料的收集，地下管线探测与调查，地下管线测量，建立地下管线数据库，地下管线图编绘、成果表编制以及成果检查验收和归档。

地下管线施测前，应收集测区范围内已有的控制测量资料，地下管线现况调绘资料和1:

500数字化地形图等。

地下管线的探查以使用专业管线探测仪探测和实地调查为主要手段进行工作，内容包括探明地下管线的平面位置、埋深、走向、性质、规格、材质并查明埋设时间和权属单位。

地下管线测量采用全野外数字化采集的方法进行，采集所探测地下管线点数据及修测地形图，由全站仪观测、内存记录一次性完成。

将物探、测量的数据录入计算机，建立地下管线数据库，并在管线数据库的基础上输出各种管线图和成果表。

作业过程中，按制定的质量保证措施，以作业组自检、作业组互检和部门专检的“三级检查”制度进行该工程项目的质量检查，并撰写质量检查报告，对资料进行整理归档。

1.4主要的技术依据及采用的基准

1.4.1对已有资料的分析利用

1、青岛市城市地下管线设计图、施工图以及竣工图、技术说明资料。

2、青岛市市区内已有的测量控制成果资料以及综合管线资料

3、青岛市区1:

500及其他比例尺数字地形图

4、《青岛市地下管线探测技术规程》

1.4.2主要的技术依据测绘信息网

1、《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61—2003）；

2、《城市测量规范》（CJJ8—99）；

3、《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73-97）；

4、《1:

5001:

10001:

2000地形图图式》（GB/7929-1995）；

1.4.3采用的平面坐标系和高程基准

1、平面坐标系采用青岛市独立坐标系；

2、高程系采用1985国家高程基准。

1.5测区地球物理特征及地下管线概况

1.5.1测区地球物理特征测绘信息网

本测区位于市中心，交通拥挤，随机干扰大，而且地下管线多分布于沥青、水泥路面及路两边的人行道方砖路面下，管线埋设复杂，埋深变化较大，管线分布密集；测区内地形起伏，地下介质电性不均匀且变化大，地电条件复杂。

给管线探查带来较大困难。

应采用多种探测方法相结合，对重要地段进行专家会诊等措施，以期达到预期效果。

（1）金属管线与周围介质具有明显的电性差异。

测区内管线多为金属材质，分布在主要道路及其它主干道上。

金属管线具有很好的导电性与周围介质之间有明显的电性差异，这种差异是用电磁法探测金属地下管线的物性基础。

（2）非金属管道与周围介质也存在一定的物性差异。

测区内排水及部分给水管线的材质为砼等非金属。

非金属管线多以坚硬均匀的物质构成，与周围松散、硬度不一的介质之间存在着介电性和弹性等物性差异，利用高频电磁波法（地质雷达）可达到探测非金属管线的目的。

（3）有的金属管线管段间夹有橡皮垫或年代已久管道接口锈蚀严重，导致管线的电导通性较差，对低频电磁波有比较强的抑制作用，而采用高频电磁波来探查具有较好的效果。

总之，本测区地下管线与周围介质存在明显的物性差异，具备用物探方法施工的前提条件。

测绘信息网

1.5.2地下管线概况

据已有资料分析和现场踏勘，各专业地下管线概况如下:

（1）给水管线:

主输水管线多为大口径，材质分为铸铁管和砼管两种，在主要道路上呈单条或多条并行状布设，埋深一般在0.5—3.0m之间；支输水管线材质绝大部分为铸铁管，埋深一般在1.5m左右。

（2）排水管线：

特点是管径大，埋设较深，一般在0.5—5.0m之间不等。

（3）电讯管线：

主要分布在慢车道及人行道上，分支较多，多以管块或直埋套管方式埋设。

（5）燃气管线：

埋设有规律，主管道埋设较深，一般在0.5～2.0m之间。

（6）电力管线：

主要分布在人行道及慢车道上，多以管块、管沟方式埋设，埋深在1.0m-3.0m左右，路灯管线与交警管线埋设浅，以管埋为主。

（7）热力管道：

主要蒸气管道分布在道路中央，多以套管、管沟埋设。

1.6工作流程

对城市地下管线探测以及测量的作业流程如下：

（1）探查前的准备工作，对原有资料的分析利用以及准备所需仪器。

（2）地下管线明显点实地调查以及隐蔽点探测

（3）图根控制网布设与地下管线点的测量

（4）地下管线数据处理以及计算机数据文件的编制

（5）地下管线图的编绘

（6）成果检查与验收

（7）地下管线数据入库

（8）成果归档

第二章地下管线探查

对地下管线进行探查之前应做好充分的准备工作，我们选择的仪器以及工具有ＲＤ８０００地下管线探查仪，钢尺，锤子，撬杠，铁钩子等。

开始工作之前应该对仪器以及工具进行全面的检查，保证正常工作。

2.1地下管线探查技术要求

地下管线探查前，应在探查区或邻近的已知管线上进行方法试验，确定该种方法技术和仪器设备的有效性、精度和有关参数，对投入的探测仪器做一致性测定，每天作业前后，应检查仪器确保正常使用。

（1）地下管线探查类别为:

给水、排水、燃气、电力、电讯、热力及人防管道。

（2）地下管线探查内容为：

管线的平面位置、埋深、走向、性质、规格、材质、埋设时间及权属单位等。

（3）本次地下管线探测的取舍标准如表1:

地下管线探测取舍标准

表1

管线类别

需探测管线

给水

内径≥75mm

排水（含雨污水）

内径≥300mm

燃气

全测

电力（路灯、交警、供电）

全测

电信

全测

热力管道

全测

人防

全测

工业管道

全测

（4）地下管线探查必须查明与测注的项目按《青岛市地下管线探测及信息化技术规程》的内容填写。

（5）地下管线的探测精度按《城市地下管线探测技术规程》要求执行。

地下管线隐蔽管线点的探查精度按下表规定执行。

地下管线探查精度

表2

地下管线中心埋深

（m）

水平位置限差

（cm）

埋深限差

（cm）

h<1

±10

±15

h≥1

±0.10h

±0.15h

明显管线点的调查应实地量测其埋深，误差不得超过±5cm。

地下管线点的测量精度：

平面位置中误差不得大于±5cm（相对于邻近控制点），高程测量中误差不得大于±3cm（相对于邻近高程控制点）。

地下管线图的测绘精度：

实际地下管线的线位与邻近地上建（构）筑物、道路中心线及相邻管线的间距中误差不得大于图上±0.5mm。

（6）同一条相邻管线点间距不应大于85m，否则应在管线中间加点，以控制管线走向。

当管线弯曲时，至少在圆弧起止点和中点上设置管线点，圆弧较大时，增加管线点密度，以保证能准确表述管线的弯曲特征。

2.2地下管线的调查

地下管线的调查主要针对明显管线点（包括接线箱、变压箱、变压器、消防栓、人孔井、阀门井、窨井、仪表井等附属设施）进行的。

各种地下管线实地调查项目

3

管线

类别

埋深

断面尺寸

载体特征

管

道

材

质

管道

流体

性质

管块孔数

电缆

条数

附

属

设

施

权属

单位

埋设

日期

管偏

外顶

内底

管

径

宽

X

高

压

力

流

向

给水

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

排水（含雨、污水）

管道

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

方沟

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

燃气

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

电

力

直埋

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

沟道

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

电讯

直埋

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

管块

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

热力

直埋

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

管沟

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

人防

Δ

Δ

工业管道

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

注:

△表示需实地调查的项目。

实地调查时，应查明每条管线的性质和类型。

（1）排水管道按照排水性质分为雨污合流、雨水、污水。

（2）燃气管线按性质可分为煤气和天然气，按压力大小分为低压（压力≤5KPa）；中压（5Kpa<压力≤0.4MPa）；高压（0.4MPa<压力≤1.6MPa）。

（3）工业管道按其所传输的材料性质分为氢、氧、乙炔、石油等。

（4）电力电缆按其功能分为供电、交警、路灯。

在各种管线附属构筑物上设置的管线点的位置为井盖中心。

地下管道（沟）规格量取：

圆形断面应量取其内径，矩形断面应量测其内壁的宽高，单位用毫米表示。

非标准、不规则的通讯管块（塑料、多个管块组合不均匀等）仅注明管块孔数。

地下管道、管沟、管块查明其材质。

在明显管线点上，应查明地下管线附属设施的类别。

测区内缺乏明显管线点或已有管线点上尚不能查明实地调查中必须查明的项目时，应邀请甲方及权属单位的有关人员协助查阅管线设计竣工资料，必要时可采取开挖手段。

2.3地下管线的探测

由地球物理特征可知，发射低频电磁波在良导体的金属管线上传播时，对周围管线感应弱，消耗能量小，传播距离远。

发射高频电磁波在良导体的金属管线上传播时，对周围管线感应强，消耗能量大，所以传播距离近。

由于市区内各种电讯、电力电缆、无线电台等形成一较复杂的电磁波干扰区，且各种金属管线相互影响，在其周围存在着不同频率不同强度的电磁场，为了克服种种干扰以保证质量，根据投入仪器设备功能按如下方式工作：

2.3.1金属管线的探查

测区内金属管线主要为给水管线，由于其具有良好的导电性，所以在外界干扰较小的地段，其异常值较容易在背景值中区分出来。

使用方法主要为直接法、夹钳法及感应法。

对于不同的管线特点，我们采用的方法基本如下：

（1）给水管线多采用直接法、夹钳法及感应法。

（2）热力管道多为金属管道，探查方法多为感应法。

（3）煤气管道载体易燃、易爆，禁用直接法，宜采用感应法、夹钳法。

（4）电力管线的探测主要采用夹钳法、感应法。

（5）电讯管线的探测主要采用夹钳法、感应法。

下面我们简单介绍一下RD8000在应用中的几种方法：

（1）直接法

直接法是将地下管线探测仪器发射机输出端直接连接到管线上，使发射信号直接输入到目标管线上，然后再用接收机探测信号。

直接法分为双端连接，单端连接和远接地单端连接。

考虑到实际情况我们经常采用单端连接，将一端连接到管线点上，另外一端连接到附近地面上，发射机给目标管线施加一个电流信号，随着离发射机距离的增加，电流的强度会逐渐减小，但是电流的衰减速度都应该保持稳定，不该有突然地下降或变化，在用仪器探测的时候，应该注意电流测量值最大的是目标管线，而不是信号响应最强的管线。

（2）夹钳法

当我们在探测电信电缆的时候，由于几条电缆或者管道相互非常靠近，我们需要采用夹钳法才能准确地探测出目标管线。

在利用此方法是首先要将夹钳插头插入ＲＤ８０００接收机前部的附件接口，然后将夹钳套在管道或电缆上并打开接收机电源，选择与发射机一致的频率，最后将夹钳逐个套在每一根管道和电缆上，并记录表头的响应。

比较每根电缆的响应强度，响应强度比其他电缆大的电缆就是施加了发射信号的目标电缆。

（3）感应法

感应法是探测未知管线的最可靠方法，这种方法需要两个操作员进行，在开始之前，需要查看原有图纸确定要搜索的区域合管线通过该区域可能的方向，并把发射机设定为感应模式。

一个人操作发射机，另外一个人操作接收机。

发射机将信号施加到管线上，在发射机上游或者下游20米远处，接收机就可以探测到该信号，发射机的方向与估计的管线走向方向应该保持一致。

第二个人提着接收机在要搜索的区域搜索，接收机的天线方向保持与地下管线的方向垂直，将接收机调节到最高灵敏度。

当发射机与接收机处于平行时，两个操作员平行的向前移动，提着接收机的操作员在向前走的过程中，前后移动接收机，并保持接收机垂直。

发射机施加的信号由接收机探测到，将接收机左右移动，寻找信号最强的地方，信号最强时，发射机在管线的正上方。

在接收机探测到峰值时，在地面上相应的位置做好标识，在其他可能有管线穿过的方向重复搜索。

2.3.2非金属管线的探查

测区内非金属管线主要是排水管线、人防、部分燃气管线及部分给水管线，埋深一般在１～３m之间。

由于其断面较大且有一定的分布规律，所以具有较好的地球物理条件，对高频电磁波有反射作用。

在对该类管线进行探查的时候，我们可以采用比较原始的方法，对排水管线来说，我们需要将所探测区域内排水的井盖一一打开，逐个下井进行探测。

在进入雨污水井内时，我们需要观察井内排水流向，以及测量井的深度，流向的个数，然后在地面上标注出来，通过观察的方法确定每个井之间的联系，从而确定整个管线的方向以及埋深等等。

2.3.3水平定位及测深

（1）水平定位：

用管线仪探测时，一般是沿管线走向向前追踪，在不大于７０m（拐弯时以保证图上弧线特征并以不大于７０m为原则）处定点，正反向读数，取极大值确定平面位置。

如果正反向极大值偏差大于3cm时，则重复观测。

若仍然如此，则分析周围介质影响，并通过改变使用频率，使用方法来降低干扰因素；若小于3cm时，则取其平均值确定平面位置。

t

（2）确定深度：

测深一般采用70%法。

这里我们也可以用钢尺进行测深，测深至管顶的地方，读数到毫米。

在用70%法进行测深时，我们需要将发射机调成感应模式，选峰值模式，首先对管线进行精确定位，然后保持接收机的垂直状态，沿着垂直于管线的方向移动，寻找两侧幅值为最大值的70%的点，用钢尺量出这两个点之间的距离，两侧点之间的距离就等于地下管线中心的埋深，最后根据单位的要求再算出管线的埋深。

2.3.4管线点编号及标注

（1）管线点编号采用管线代号和点号组成，其中管线代号按附录B执行，点号用阿拉伯数字标记（如JS12表示给水管道第12号管线点，MQ12表示煤气管道第12号管线点，以此类推）。

（2）隐蔽管线点的标注。

隐蔽管线点平面位置确定后，用统一规格的铁钉打入地面至平，用红油漆以铁钉为中心画“⊕”符号。

按管线类型代码编排点号实地标注。

在实地标注的同时将点号及类型、性质等数据填入手簿，并在1:

500调绘图上标注管线走向，连接关系，点位编号等，形成探查草图，交于测量工序使用。

明显管线点的标注。

明显管线点标注在管线点的中心部位，其他标注内容同隐蔽点。

为防止管线点标注丢失，除在管线点附近作标注外，还在其附近建（构）筑物上做距离标注。

2.4外业资料的整理

分析整理我院已有的最新的测区基本地形图（1:

500）及与地形图平面坐标、高程系统一致的测区内已有的全部测量控制成果资料，以确定测量施工方案。

2.5外业手图的编绘

外业手图的编绘应遵循如下原则:

（1）各管线点号应做到实地、手图、探测记录本、测量手簿四统一，管线点号必须是唯一的。

（2）各管线之间的相对位置必须正确、清楚。

（3）各管线之间连接关系必须表示正确、清楚，管线密集地段或连接关系复杂的管线点应在图边或图面允许的地方做放大示意图。

（4）管线及其附属设施必须严格按《标准》规定的图例、符号和颜色执行。

（5）管线规格、材质、埋深及其它各项调查内容必须标注清楚、正确、完整。

测绘信息网

（6）严格做好跨幅连接工作，对相邻图幅同一种属性管线，其规格、材质等内容必须一致，对存在的问题及时调查修正。

（7）管线规格、材质的注记要反映出管线的实际情况，在管线相距较近或管线密集地段，应在图内用文字以扯旗形式标注，原则上对管线不作移位处理。

2.6对探测记录的要求

（1）各专业管线使用专门的探测记录本进行记录，记录内容要正确、完整、清晰、美观。

（2）记录内容包括测点编号、测点性质、管线性质、材质、规格、埋深、载体特征、偏心距离、权属单位和备注。

另外需记录测区、图幅、仪器类型、探测人员、记录人员、日期等。

（3）管线名称、管线点名称填写严格按要求执行，测点性质必须与图上保持一致。

测绘信息网

（4）涉及管线规格、深度、材质变化的管线点应按不同的管线点分别处理。

记录时管线规格、埋深、材质等内容填写清晰，并且保持与手图、管线连接关系一致。

管线规格由大到小顺序填写。

第三章地下管线测量

地下管线测量一般包括：

控制测量，已有地下管线测量，地下管线定线测量、地下管线竣工测量、测量成果的检查验收。

管线测量应该以探查草图为依据，外业工作为保证，物探和测量作业应该密切配合，在测量之前应该做好充分的准备工作，所用的仪器等必须经过有关部门的检查和检校。

在地下管线的测量中，我们用到的仪器有：

拓普康全站仪、天宝5800ＧＰＳ接收机、钢尺，对讲机等。

3.1控制测量

根据测区控制点的分布情况，现有控制点无法满足测量要求，需要加密布设图根控制点。

经现场踏勘和严格检查已有控制点，控制测量时，高等级控制点可采用青岛城市内原有控制网中均经检测符合规范要求的Ⅰ级导线点或更高等级控制点为起算点，利用网络RTK技术或者图根导线点对控制点进行加密。

总体来说可以采用电磁波测距图根导线网和才用网络RTK技术布设图根控制。

3.1.1电磁波测距图根导线测量测绘信息网

当测区通视条件较差时，可以采用图根导线的方式布设图根控制点。

图根导线的主要技术要求应符合表4规定：

表4

附合导线长度（m）

平均边长（m）

导线相对闭合差

测回数

DJ6

方位角闭合差（”）

测距

仪器

类型

方法与测回数

900

80

≤1/4000

1

≤±40

II

单程观测

注：

n为测站数。

1、图根导线点的布设

导线点应选在通视良好，易于保存且不影响交通的道路口及人行道上。

图根导线点选用钢钉砸入沥青或水泥路面上作为永久性标志。

因地形限制电磁波测距图根导线无法附合时，可布设不多于四条边、总长度不超过400米的支导线，水平观测首站应联测两个已知方向，其他站水平角应分别观测左、右角各一测回，其固定角不符值和测站圆周角闭合差不应大于±40″。

在实际作业中，允许在一次附合导线上采用具有两条定向边的电磁波双极坐标法加密图根点，极坐标边长不大于100米。

2、图根导线点的编号

本次图根导线点的编号以T字母打头后加自然数（如T1、T2、T3、……Tn）。

钉入钢钉后，用红漆在旁边做好标志和编号，以便测量时候方便查找。

3、图根导线点的观测

33水平角与边长观测采用拓普康332N系列全站仪，三联脚架，方向观测法一测回测定。

导线边长的测定与测角同时进行。

图根导线点的高程宜采用等外水准测量获得。

等外水准测量采用水准仪、木质双面水准尺，按“后后—前前”中丝读数法单程测定（支线应往返测）。

图根水准高程的闭、附合路线均同于平面控制网。

各项观测限差应符合《城市测量规范》要求。

采用电磁波