地下金属管线测量中的误差控制方法研究

2021-01-25

世界有色金属 2020年20期

（福州市勘测院，福建福州 350108）

地下金属管线一向是我国城市建设的重要组成部分，城市内部的物质、信息、能源都需要通过地下金属管线相互沟通，是城市发展中不可缺少的部分。地下金属管线测量是一个囊括地球物理学、测绘学、计算机应用科学等多方面专业知识的技术，用以完成对城市地下金属管线的探查和测量，并将测得的数据保存起来，或者直接做出相应的分析。地下金属管线测量的项目十分复杂，需要前期规划、实践测量、管线检测、财政支援等多个系统统筹协调，是一个需要各部门通力协作的大项目。因此，在复杂的工作背景下，地下金属管线测量过程中的误差也就在所难免[1]。为了降低地下金属管线受损导致的事故，本文对地下金属管线测量中的误差控制方法进行研究。首先通过地下金属管线在城市中的沟通作用证明地下金属管线测量中的误差控制的重要性，然后分析地下金属管线测量过程中存在的问题。在进行地下金属管线测量中的误差控制研究时，需要分析地下金属管线测量内容及地下金属管线测量误差的控制流程，然后在设计地下金属管线测量中的误差控制方法，建立全面的误差查验体系，面对复杂管线的测量工作可以使用多种技术手段融合测量，严格把控地下金属管线的测量过程，防止出现误差，最后加强地下金属管线的规范化建设，推行地下金属管线的规范性管理。

1 地下金属管线测量中的误差控制的重要性

地下金属管线是一个城市非常重要的基础设施，相当于城市的血管，将城市居民生活和工作所需的能源、水、电、数据等资源传输到各家各户，并排除居民生活产生的杂质。我国目前的城市地下金属管线分别代表给水、排水、数据通信、天然气、供暖、沟渠、电力、工业等8种类型。随着城市经济建设的迅速发展，城市化道路的不断加深以及人们对于生活水平提高的期望，地下金属管线的联通功能在城市中占据着越来越重要的地位，它的重要性在城市建设和管理部门也在不断提高。

2 地下金属管线测量中存在的问题

我国目前还处于城市的发展阶段，对于地下金属管线的管理还有很多遗漏之处，导致地下金属管线的测量不够精确，存在较大的误差现象。地下金属管线存在的问题主要体现在以下几个方面。第一，城市内部地下金属管线的资料更新十分迟缓，以至于无法跟上城市高速发展的速度。很多地下金属管线刚刚建设出来，还没来得及探查，新的地下金属管线就已经开始建设。这样飞快的城市建设速度使得地下金属管线测量部门疲于应付，以至于无法对以往探查过的地下金属管线重新测量。这些在城市的变迁中产生了一定变化的地下金属管线加上新修建未曾测量的地下金属管线使得城市的地下金属管线工程十分繁杂，严重影响了城市地下金属管线的建设，间接影响了城市的规划速度。第二，由于很多供水、排水、供电、供暖管线是20世纪就已经建设的，那个年代还不存在地下金属管线的建设管理工程，因此这些地区已有的地下金属管线的埋设情况十分混乱[2]。而且各个类型的管线分属于不同的管理部门，如供水管线属于水利部门，供电管线属于供电部门，各部门之间的管线设计和管线管理方法都有很大的区别。而且在埋设的过程中各部门缺乏沟通，往往自行其是，到最后出现了一个极度混乱的地下金属管线网络，严重地影响了现代城市地下管线的管理工作。第三，地下金属管线的建设工程往往缺乏整个城市的统一规划，对于线路设计和施工的管理力度较小，很多部门自己的管线建设和维护资料没有对外公开，导致地下金属管线测量部门没有第一手的管线资料，最后导致地下金属管线测量过程中出现较大误差。

3 地下金属管线测量中的误差控制研究

3.1 地下金属管线测量内容

地下金属管线测量的工作通常是指在原本已经探测好的地下金属管线资料的基础上，对目标管线进行二次调查并记录调查结果。在这个过程中，需要时刻注意写明待测地下金属管线的类型、直径和材质等数据信息，以及一些测量过程中所需的器材和测量方法。在通过初始数据开始地下测量的过程中，为了保证误差控制，需要投入大量的人力和设备资源，最后通过计算机数据得到期望的结果。在此过程中，需要仔细调查城市中已有的管线，对其重新编绘，包括新施工以及未竣工的所有地下金属管线。

3.2 地下金属管线测量中的误差控制方法

（1）建立全面的误差查验体系.通过以上对地下金属管线测量过程的描述，可以得到如下图所示的地下金属管线测量误差查验体系。

图1 地下金属管线测量误差查验体系

如上图所示，建立一套完善的地下金属管线测量误差查验体系，首先规划测量方案，并根据以往的数据信息对规划方案进行修正，明确各小组之间的责任和任务，然后分组分区域测量[3]。在此过程中，根据历史资料的完整性，确定内业工作和外业工作两种测量方式。在测量结束后，都需要通过自查和抽查，只有通过检查，才能将得到的数据输入数据库。

（2）采用多种技术手段测量金属管线。在对地下金属管线进行测量的过程中，不可避免地会遇到一些复杂混乱的管线。在这种情况下，一般的测量方法难以有效地执行测量方案，但是也绝不能使用常规方法潦草地得到测量结果。可采用夹钳法、感应法、盲探等不同方法进行反复验证，可判断地下复杂金属管线最准确位置。

（3）地下金属管线测量误差。当部分金属管线检查井位置相隔较远时，可采用感应法对地下金属管线进行探测，探测仪发射机需避开一些信号干扰较强的物体，同时移动发射机位置进行比较，判断其最准确位置。我们以某地地下金属管线测量为例，采用不同探测方法进行对比实验，

表1 采用不同方法对地下金属管线进行测量的误差值

将测量结果经过开挖验证，运用上述1、2、4、5方法可有效减少金属管线探测误差（不同次误差值见表1），运用方法3时，当探测仪频率越高时，误差会偏大。

探测目标金属管线，设定使用方法1对某条金属管线进行多次探测，若几次测量存在误差，可采用竣工图等已有资料进行比对，若误差在允许范围内，可取其平均值做为多次探测的最终成果。探测误差如下图所示：

图2 采用同一种方法多次对金属管线进行探测误差图

（4）加强地下金属管线的规范化建设。随着科技的发展，地下金属管线中的高科技含量越来越普遍，所涉及的地下金属管线种类越来越多，在地下金属管线测量中的应用越来越广。在测量地下金属管线时，需要着重注意为未来的规划打好铺垫，既要做好现在的工作，也要开阔视野，加强地下金属管线的规范性建设，使其达成一个精细化的管理模式。保障城市地下管线的良好运行，推动城市继续发展。