地下管线探测技术方案.doc

地下管线探测工程GIS成图技术方案设计单位深圳市大能节能技术有限公司Tel:400-600-1209联系人李旭Mob:地址深圳市宝安区石岩镇松白路中运泰科技园2栋日期2023-09-05目录1.工程概况与工作内容32 施工依据与技术规定33 总体工作流程44 施工前的准备工作45 地下管线探查76 地下管线测量137 地下管线图的编绘与数据解决158 平常应用1910 工程组织与进度计划2611 安全文明生产2912 提交的成果资料3013 售后服务3114.工程造价311.工程概况与工作内容1.1 测区概况本工程的测区位于重庆市大学城供水管线探测。本工程重要涉及到的技术有：地下管线探测技术、工程测量技术、计算机和地理信息系统技术等。1.2工作内容根据业重规定，探明测区范围内的给水管道，测量地下管线特性点的三维坐标，编绘专业管线图，建立专业地下管线数据库并支持常规应用。2. 施工依据与技术规定2.1 在本工程施工中，施工依据和重要遵循的标准有：2.1.1 GIS系统工程相关技术文献、标准等书面文献、材料；2.1.2 行业标准城市地下管线探测技术规程（CJJ61-2023）；2.1.3 行业标准城市测量规范（CJJ8-99）；2.1.4 行业标准城市基础地理信息系统技术规范（CJJ100-2023）；2.1.5 国家标准1:500 1:1000 1:2023地形图图式（GB/T 7929-1995）；2.1.6 经委托方批准执行的本工程技术设计书。3. 总体工作流程本工程重要涉及地下管线探测、地下管线点测量、管线图编绘、建立地下管线数据库以及支持应用等环节。一方面是根据委托方提供的现有管线资料，在实地探明所有现状地下管线管道，其中金属管线重要采用电磁法原理，非金属重要采用探地雷达原理，并辅助以现场调查、钎探法以及局部开挖等方法完毕，并在实地标记管线特性点，编号并记录其属性；另一方面是用常规测量方法，先用GPS卫星定位系统，在首级控制点的基础上，布设E级GPS点，再用全站仪布设图根导线并测量各管线特性点的三维坐标；再次是根据探查流程提供的管线属性信息和测量流程提供的管线空间信息，用普查之星2023地下管线智能成图系统，生成带属性专业管线图，建立地下管线数据库；最后是在平常工作中，可以运用普查之星2023对本工程完毕的管线管道信息进行查询、维护、记录、分析等，满足应用。具体的工作流程重要涉及施工前的准备工作，地下管线探查，地下管线测量，地下管线数据解决与成图，平常应用等。4. 施工前的准备工作施工前，与委托方进行有效沟通，弄清楚委托方的真实需求，并根据其具体规定制定具体的技术设计书，设计地下管线探查登记表（不漏记，不冗余），进行工作前的技术适应性训练，可以有效地提高工作效率，保证工作质量，避免因误读而导致的后期返工，保证工作成果的良好运营。具体在外业施工中，施工前的资料搜集与整理、现场踏勘、施工组织、仪器设备的一致性校验、探测方法的有效性实验等准备工作也是必须的，以保证人员到位，仪器良好，方法有效，保障得力。施工前的准备工作流程图为：(见下页)施工前准备情况流程图（若委托方坚持规定先找一区域试测，另行商议另案解决）5. 地下管线探查5.1 概述根据本工程的特点，地下管线探查在充足搜集和分析已有调绘图等资料的基础上，采用实地调查、仪器探测和辅助方法等相结合的方法进行。探测过程遵循从已知到未知，从明显到隐蔽，从金属管线到非金属管线的顺序进行，分组分区域逐片完毕。5.2 探查内容重要查明地下管线的平面位置、走向、埋深，并调查其管径、材质、压力、埋设年代等相关内容。5.3 探查方法5.3.1 概述根据不同管线敷设特点，地下金属管线重要用地下管线探测仪探明，非金属管线（PE等）重要用探地雷达辅助以调查进行，有条件的地方用钎探法探明，局部疑难地区辅以开挖验证、运用原有资料等方法进行。如下图：5.3.2 明显管线点调查逐个打开管线检查井、阀门井，直接用钢尺量测管线到地面的距离（即管外顶埋深），读数至厘米，并调查其相关参数。阀门井的井盖中心位置和管线中心位置偏离20厘米以上的，其管线中心位置作为偏心井记录，井盖中心作为阀门井记录。明显点调查后，我们遵循从已知到未知的方法，探明与该明显点有关的隐蔽点，直至探明该区域所有地下管线。5.3.3 隐蔽管线点探测5.3.3.1 概述隐蔽管线点探测是在明显点调查、调绘图研读和现场扫面等基础上，根据不同区域的地球物理条件和管线材质情况，选用不同物探方法、仪器、频率进行，一般对金属管线采用频率域电磁法，非金属采用探地雷达法，有条件的用钎探法，局部疑难区域用开挖验证的方法实现探测。本测区地处低纬度地区，介质电阻率低，因此在选用仪器时规定工作频率、输出功率具有可选性，对埋深较大管线尽也许采用低频、大功率，以满足不同条件的管线探测规定和精度。5.3.3.2 频率域电磁法探测金属地下管线探测一般采用频率域电磁法进行探测，重要采用的仪器是管线探测仪，该方法具有轻便、快捷、准确的特点。根据电磁感应原理，在金属管线上方（或附近）放置有交变电流的发射线圈，线圈受交变电流的作用产生交变电磁场并向周边传播，该电磁场称为“一次场”。因穿过金属管线的“一次场”磁通量的大小、方向不断变化，使金属管线产生感应电流，其大小正比于磁通量的变化率，频率与“一次场”相同。同理，该感应电流在其周边产生频率相同的感应电磁场，即“二次场”。通过接受装置在一定距离外接受“二次场”信号，分析其分布特性，从而达成寻找地下金属管线的目的。如下图：管线探测定位示意图（a）Hx极大值法 （b）Hx极大值法 （c）Hz极小值法管线探测定深示意图（a）Hx 70% 法 （b）Hx 80%、50% 法 （c）45法以有源感应法搜索探查，探得管线准确位置后，用归零法感应，排除其他相邻管线，再继续感应搜索，如此循环交替的方法进行有源扫描、探查。用Hx极大值初步定位，Hz极小值精拟定位，若Hx与Hz所定位置超过限差范围，则查找因素重新定位。努力运用一切有利条件进行直联法、夹钳感应法施加探测信号，以克服与其他管线距离密集（特别是与自来水管道之间）、埋深过大等导致的探查困难，从而保证探查精度。探查过程中必须打开与目的管线相关的窨井等附属设施，量取其管线实际埋深，并与仪器探测深度相比较，结合方法实验，求出仪器测深修正系数，对测深结果进行修正，以提高探查精度。5.3.3.3 探地雷达法探测不能现场调查探明的非金属管线管道，我们一般可考虑采用探地雷达法探测。探地雷达是运用介质中电性差异（电导率、介电常数等）分界面对高频电磁波（主频数十到数百兆赫）的反射来探测目的体。然后根据周边情况调查，判断哪一个具体的目的体是管线管道信号。用一个天线发射高频电磁波，另一个天线接受来自地下介质界面（如非金属地下管线与土壤的界面）的反射波，在介质中一定深度范围内假如存在有异常物体，并且异常物体与周边介质存在有电性差异时，探地雷达天线在地表发射高频电磁波时，在介质中传播的电磁波碰到异常物体与周边介质分界面，电磁波反射回地表，被地表的接受天线所接受，根据所接受的反射信号的双程走时，通过对接受到的反射波的分析解决，便可拟定异常物体的位置，从而达成探测地下非金属管线的目的。地质雷达成果要根据异常特性、被探对象的条件选择“迭加”、“滤波”、“变换”进行图像解决，规定断面图像横坐标必须相应地表管线点，纵坐标要换算成深度，图像异常要根据现场调查和明显点情况，判断并标出被探对象的名称，筛选出我们所需要的管线管道信号和相关信息。5.3.3.4 钎探法和开挖验证法探测不能用上述方法探明的管线管道，假如地面条件允许，我们可以视情况采用钎探法，用机械探棒，在可疑地点直接触探到管线管道，并根据触探情况，记录其属性信息。假如上述方法都不能奏效的特殊情况下，为保证探测成果质量，在可疑地点，采用人工开挖的方法，直接揭露管线管道，以求得其属性信息。5.4 探查精度隐蔽管线点的探查精度为：平面限差ts=10%h，埋深限差th=15%h（其中h为地下管线的中心埋深，当h小于1米时以1米代入计算）；明显管线点的量测精度为：埋深限差10厘米，中误差小于5厘米。5.5 探查记录不管用何种探测方法探明的管线管道，我们均应现场用红油漆、竹签、道钉、木桩等方法标记出准确点位，编制点号，将探明的属性信息具体登记表地下管线探查登记表中，现场绘制管线草图。管线点号规定全测区唯一，采用“分组编码顺序号”等组成，一般为27位，如A1、F3382等，点号编制后，在以后的测量、内业数据解决、建库与成图、平常应用等过程均使用该点号，无特殊情况不更改。将地下管线探查登记表手工录入到Microsoft Excel中，并进行100%校对保证无误后转交内业部门进行数据、图形解决，将草绘管线图整理后转交测量部门进行地下管线点测量。6. 地下管线测量6.1 概述本工程采用的平面坐标系统和高程系统与XX区域平面坐标、高程系统相一致，起算点为委托方提供现有控制点（等级点）。本工程测量重要涉及控制测量和地下管线点测量两部分。其中控制测量与地下管线探查同步进行，待地下管线探查成片完毕后，再进行地下管线点测量。其工作流程如下图：6.2控制点的布设与测量以已有首级控制点资料为基准，沿测区主次道路加密布设城市E级GPS点（或I、II级导线控制点），控制点编号为Exxx。控制点的平面坐标采用GPS卫星接受机，在首级控制点的基础上测量完毕，没有GPS信号的区域用全站仪测量完毕，高程采用水准仪测量完毕。这些控制点作为本次工程的平面、高程控制网（四等水准），其精度和技术规定必须满足CJJ8-99的有关规定。6.3 地下管线点测量地下管线点测量采用全站仪在上述各级控制点上设站，按极坐标法进行测量，高程采用三角高程的方法测量。如有必要，在上述控制点的基础上可布设图根导线，图根导线必须符合或闭合，图根导线的平面控制用全站仪测量完毕，高程用三角高程法测量完毕，其精度和技术规定满足CJJ8-99的规定，布设的图根点应满足地下管线点测量的规定。管线点测量采用全站仪自动采集，各管线点的测量点号与探查点号相同，于现场输入到全站仪内。极坐标测量的规定：角度观测半测回，边长观测一次，在各级控制点设站时，均进行测站检查，遇其他控制点时也进行控制点检核，管线点测量的边长不超过定向边长的3倍，三角高程测量时均认真量取仪器高、觇标高（量取至毫米），并现场输入到全站仪内。测量完毕后，将全站仪观测数据传输到计算机中，用我公司相应的坐标计算程序计算成坐标，转交给内业部门。同时将控制检核资料生成检核日记，以便备查。控制点检核必须符合CJJ8-99的精度规定，不符合规定的必须进行返工解决。6.4 地下管线点测量精度平面位置测量中误差（相对于邻近平面控制点）不大于5厘米，高程测量中误差（相对于邻近水准点）不大于3厘米。7. 地下管线图的编绘与数据解决7.1 概述根据探查作业组提供的管线属性数据，测量作业组提供的管线空间数据（管线点坐标）以及委托单位提供的地形背景图，以 AutoCAD 2023（或以上版本）为解决平台，用普查之星2023地下管线智能成图系统完毕数据解决和图形编绘任务。该系统在建库和编绘过程中可以有较高的工作效率，可保证工作质量。此外，假如委托方有规定，我们可以直接从管线图中裁切，并根据地下管线数据库的相关信息生成阀门卡片和用户卡片等，以便委托方在平常管理中方便使用。7.2 软件特色除了实现常规的数据解决、管线成图等功能外，该管线系统还拥有以下特点：良好的数据I/O接口，具有普遍城市适应性和管种专业性；可以根据实际情况将其数据输出到不同的格式和平台；多方位的查错功能，犯错时可以直接追溯到相关负责人；自动生成总图和分幅图；自动生成阀门卡片和用户卡片；图库联动、点线属性双向查询、实时维护修改、可选择性注记和整饰、管线纵、横断面分析等。7.3 工作流程（如下图）7.4 编绘方法7.4.1 编绘目的采用内外业一体作业机助方法，编绘1：1000专业管线图，将外业属性、空间信息解决成地下管线数据库。7.4.2 图形编绘规定 7.4.2.1 管线分层根据地下管线敷设特点，我们一方面将不同管道进行分层解决（类似于综合管线中的不同管种），如有必要，还可以用管径继续分层，最后再将管线点、管线、管线点号、管线注记等内容继续分层，如下图：7.4.2.2 注记标准：类型方式字体字高（mm）说明管线点号字符、数字中档线2.0管线注记字符、数字中档线2.07.4.2.3 管线点符号尊重委托方的用图习惯和符号，并自定义到管线系统中。7.4.3 阀门卡片与用户卡片的编绘为了使该成果资料在平常工作中更方便，根据管线系统特点，我们可以在管线图的基础上，生成阀门和用户卡片，该项工作在管线图完毕编绘并定稿后自动生成。7.5 文献命名与数据格式总图文献名保存为：XX管线管道-测区号.DWG；分幅管线图保存为：图幅号.DWG；分幅地形图保存为：Map+图幅号.DWG和Map+图幅号.DXF；输出数据库：文献名.MDB；阀门卡片保存为：点号.DWG；用户卡片保存为：点号.DWG。8 平常应用8.1 平常应用重要涉及查询、维护、记录、分析等功能，满足工作需要。8.2 查询重要涉及点、线查询，可以由图查询到属性，也可以由属性查询到图。8.3 维护重要涉及点、线的增长、修改、删除等操作以及测量坐标的解决任务，与数据建库过程基本一致。8.4 记录重要涉及管线长度记录和管线点记录，在记录管线长度时可以分管径、道路、长度、材质等多条件分类记录，在记录管线点时，可以分隐蔽点、明显点记录或按特性类型记录。8.5 分析重要涉及纵、横断面分析等功能，在管线管道中常见的为纵断面分析，如叠加入其他管线，可以进行多管线的横断面分析功能。8.6 必要时，我们还可以增长点、线的扩展属性，以便将更多信息解决到地下管线数据库中，如右图，这些属性信息不是CJJ61-2023中必须的，其属性类型、名称也可以不固定，根据具体规定进行设立。9 质量控制措施9.1 我公司采用作业组、项目组、质检部三级检查、项目组、质检部两级验收的质量控制办法，对探查、测量和计算机全过程实行质量监控；9.2 全过程执行相关的行业规程、规定以及委托方的相关规定；并贯彻我公司ISO 9001：2023质量保证体系，以保证提交的图形、数据资料符合规定，在平常管理、生产等环节发挥其应有的功能。9.3 地下管线探查的质量控制9.3.1 在地下管线探查作业前，我们在测区内选取典型的地段，用不同的仪器、方法、操作员对已知管线进行探测，将探测数据和已知数据进行对比，计算出相应的校正参数，并找出不同地理环境下最佳的探测方法。9.3.2 在地下管线探测作业中，我们有针对性选择部分地下管线进行反复探测，反复探测工作量不得少于总工作量的5%，将反复探测的结果与原测结果进行互检比较，两者相差较大的必须找出因素，进行更正；待所有工作完毕后交由项目组、质检部再分别进行5%、3%的抽检，抽检合格的方可提交。9.3.3 外业工作完毕后，作业组、技术负责、项目经理必须将草图带到实地进行比对，其比对工作量分别不少于100%、30%和20%。9.3.4 转交内业进行图形数据解决过程中，要加强内、外业的双向反馈。9.3.4.1 内业将数据解决过程中发现的逻辑错误和图面上发现的问题（图面上更能直观反映出外业的问题），及时反馈到外业进行检查和解决。9.3.4.2 内业经数据解决成图后，将管线图打印出来，由作业组与工作草图进行100%经对，技术负责进行30%以上比对，项目经理进行10%以上比对，发现错误的即时进行整改。9.3.4.3 外业根据检查出的问题和遗留问题，到现场进行检查、反复探测、开挖验证等。并将整改中发现的错误及时反馈给内业进行图库联动修改，内业修改完毕后再进行逻辑检查，直至无误。9.3.5 质量评估方法9.3.5.1 明显管线点量测精度（埋深中误差）：，d为反复量测误差，n为反复量测点数，Mtd2.5厘米9.3.5.2 隐蔽管线点仪器探测精度：平面中误差 埋深中误差 平面限差 埋深限差 S为平面位置偏差值，h为埋深误差值，n为检查点数。Ms和Mh，都不得超过规定限差的0.5倍。9.3.5.3 隐蔽管线点开挖验证精度：其超限管线点的个数不超过开挖点数的10%。9.4 地下管线点测量的质量控制9.4.1 控制测量完毕后，必须进行控制点检查。9.4.1.1 检查点位是否合理，埋设是否牢固、标准，通视情况是否良好；作业组必须所有巡视，技术负责和项目经理巡视工作不少于20%。9.4.1.2 检查图根布线是否合理，导线闭合差、最弱点中误差、相对闭合差、导线长度，平均边长是否满足规程规定，作业组和技术负责必须进行100%检查，再交项目经理进行审核。9.4.2测绘过程中，设站反复观测地形点、地下管线点进行检查，检查工作量不低于总量的5%，其平面中误差和高程中误差必须符合CJJ8-99和CJJ61-2023的规定。9.4.3 测绘完毕后，由作业组进行100%比对，发现问题即时改正，再由技术负责进行50%比对，项目经理进行20%对比。9.4.4 项目经理完毕后，由质检部抽取不少于5%的检查工作量进行检查，检查结果必须符合CJJ8-99和CJJ61-2023的规定。9.4.5 测量质量评估标准:平面中误差 高程中误差x和y为横、纵坐标较差，h为高程较差，n为检查点数。Ms5厘米，Mh3厘米。9.5 数据建库、图形解决、平常应用的质量控制9.5.1 普查之星2023地下管线智能成图系统是2023年完毕开发的，通过数年数百项大型工程的检查并完善而成的，软件合用性较强，性能稳定，且操作纯熟，完全满足本工程的规定。9.5.2 对所有手工录入的数据，必须进行100%校对确认无误后方可入库解决，入库解决成图后，内业也必须进行100%图面检查，经检查无误后再转交外业到现场进行检查。9.5.3 编图过程中，由于我们采用图库联动的先进技术，因此有效地保证了图库的一致性，提高了工作效率，工作质量也得到了保证。9.5.4 在生成管线图和编图工作完毕后，用管线系统进行全面的数据逻辑检查，发现错误的查明因素，即时排除，并根据实际情况转交相关探查、测量作业组到现场解决。9.5.5 查询、维护、记录、分析等是本系统的基本功能，且可以增长自定义扩展属性，功能模块管理开放，用户自定义简朴方便，操作容易上手，培训力度小。10 工程组织与进度计划10.1、人员投入10.1.1 本工程实行项目经理负责制。10.1.2 设项目经理1人，具有物探高级工程师职称；10.1.3 设技术负责1人，具有地理信息系统（或计算机）工程师职称；10.1.4 设探测组2个，每组2人，组长具有工程师或助理工程师职称；10.1.5 设测量组1个，每组2人，组长具有工程师或助理工程师职称；10.1.6 设内业组1个，每组2人，具有工程师或助理工程师职称；10.1.7 另有后勤保障等人员2人；10.1.8 整个项目组由12人组成。10.1.9 在工程施工中，各专业间要明确责任，互相配合，保证各项工作有计划、有环节地进行，保证工期和工作质量。10.1.10 项目组织关系表：注：各专业的一组为本专业的专业负责。10.2 仪器设备投入10.2.1 本项目拟投入各类仪器设备及应用软件7台套。10.2.2 RD 8000型地下管线探测仪2台，全过程使用；10.2.3 Easylocator地质雷达1台，全过程中使用；10.2.4 Leica TC 307/406型全站仪3台，全过程使用；10.2.5 SOKKIA C32 II型水准仪1台，水准控制测量过程使用；10.2.6 P4计算机4台，全过程使用，其中内业用2台，外业用2台；10.2.8 HP LaserJet 6L Pro A4激光打印机1台，全过程使用；10.2.9 HP DesignJet 800型A0喷墨绘图仪1台，喷图中使用；10.2.10 AutoCAD 2023 1套，我公司管线系统1套，共2套软件系统。10.3 进度计划10.3.1 工期计划表作业时间作业内容3天30天60天120天搜集、踏勘、实验地下管线探查地下管线点测量数据图形解决 各专业质量监控各专业质量检查数据建库和应用报告编制成果验收10.3.2 时间安排2023年 月 日全面进场， 年 月 日左右提交所有成果资料和数据光盘，总工期约 天；资料搜集、现场踏勘、方法实验安排12周时间；地下管线探查安排 天时间（含质检）；地下管线点测量安排 天时间（含质检，与探查时间交叉）；数据图形解决安排 天时间（含质检，与上述时间交叉）；质量监控贯穿整个工期，安排 天时间（由技术负责和各专业负责安排）,其中具体质量检查时间约 天；数据转库安排2周时间（含质检）；报告编制安排 天时间，最后安排 天时间进行成果验收。11 安全文明生产11.1 项目组全体成员必须熟悉本岗位的安全保护规定，做到安全、文明生产，保证本工程顺利完毕；11.2 项目经理负责项目组的安全工作，持有安全生产管理资格证，必须在开工前做好相应的安全教育，随时检查安全设施的配备和使用情况，对安全生产工作负重要责任；11.3 外业施工人员必须穿着本公司桔黄色警示服，开闭井盖的，必须穿上铁头防护皮鞋，随时带上安全警示桶，遵守交通规则；11.4 对管线管道进行调查时，严禁使用明火，注意防止有害气体，发现异常时要采用保护措施，不可贸然下井； 11.5 打开窨井盖时，必须井上有一人留守，必要时设立明显标志的栅栏进行隔离，作业完毕，必须盖好井盖后方可离开现场；11.6 严禁在管线管道上进行充电法作业；使用仪器超过36V时，必须做好绝缘保护措施，接地电极附近设立明显警告措施，并派专人看管，雷电天气严禁使用大功率设备施工。11.7 夜间作业特别是下井时，必须有足够的照明措施；进行钎探作业时，要确认周边没有电缆方可作业；11.8 在现场编制管线点号时，注意不要影响XX市的市容美观；严禁在路灯杆上明显处刻画管线点号；11.9 各作业组由作业组负责管理，作业组长要保证仪器、设备、图纸、数据不丢失，注意设备保养；定期进行数据备份和计算机杀毒，保证数据安全；11.10 发生人身安全事故时，立即将受伤者送到附近医院，必须保护好现场，及时向有关部门报告，组织人员进行调查，明确事故责任，并作妥善解决。12 提交的成果资料12.1 技术设计书；12.2 方法实验报告；12.3 仪器一致性报告；12.4 测量仪器检查报告；12.5 控制测量报告；12.6 测量、物探三级检查报告；12.7 开挖验证报告；12.8 调绘与探核对比报告；12.9 地质雷达报告；12.10 技术报告；12.11 地下管线探查登记表；12.12 地下管线点成果表；12.13 控制点成果表、点之记；12.14 控制点计算资料（附控制网图）、图根导线计算资料及成果；12.15 管线地下管线图；12.16 管线地下管线数据库（符合XX市供水管线GIS系统入库规定）；12.17 阀门卡片（假如需要）；12.18 用户卡片（假如需要）；12.19 具有上述信息的数据光盘。13 售后服务13.1 本工程完毕并移交后，我公司对所提交的成果永久负责。13.2 从竣工验收并移交后一年内为保修期，凡鉴定属我单位任何因素导致的质量和非质量问题，属于我方的售后服务保修范围。我方自接到告知后第2个工作日派人解决。13.3 本工程结束后，假如需要对社区管网、新建管网、改建管网进行建库等工作时，我方愿以优惠的价格为贵单位提供优质的服务，并建立长期、稳定、信赖的合作关系。14.工程造价外业物探探测、外业工程测量及成图综合报价：按照每公里 3500元计算；地下管线普查之星软件单机版：20230元/套。