宁波市地下管线探测中应用技术的探讨

李 超，周 吕，文鸿雁，王英林

宁波市轨道交通一号线一期工程是宁波市线网规划中的东西向主干线。线路一旦建成，将形成西起高桥镇、东至东货站，贯穿海曙区、三江口、江东区、东部新城中心的交通骨干网络体系。地（上）下管线种类繁多，铺设密集，纵横交错，情况相当复杂，如果不能具体掌握管线的详细信息，就会对轨道交通的施工带来诸多影响。因此，在轨道交通设计、施工过程中需要切实掌握沿线地下管线的现有资料。

1 DigiTrak Eclipse地下定位系统

为了更快、更好、更准确地完成外业测量工作，宁波市测绘设计研究院决定使用DigiTrak Eclipse地下定位系统（如图1所示）来完成对地下管线和地下管线点的测量。顶管探查中使用全新的DigiTrak Eclipse地下定位系统，解决了管线探测中无法准确探测顶管的难题。探测方法上从被动源探测转变为主动源探测，大大提高了管线探测精度。其精度指标为：定位深度，±10 cm；深度精度，深度的5%。

图1 DigiTrak Eclipse地下定位系统

DigiTrak Eclipse地下定位系统，又称为iGPS月蚀非开挖导向仪，其定位原理如图2所示。其使用步骤及注意事项如下：

图2 定位原理图

①应利用特制的固件将探棒固定在电缆穿线器的一端，用细铁丝固定，并用防水材料（塑料袋、保险膜等）缠绕探棒；②在穿越管线的一端开口处，利用电缆穿线器将探棒穿入管线预埋孔，根据已有管线的曲率变化和工程精度要求，使探棒依次前进一定距离（5 m、8 m或10 m）；③接收机跟踪探棒的移动轨迹，在地面上确定探棒所处的位置及对应的埋深；④根据所穿孔的相对位置，修正其整体管块的埋深和中心位置；⑤如果管孔内有淤积现象，可以用高压水枪或空气压缩机予以清理，保证畅通。

该系统的使用范围：①适用于非金属管线的探测，避免探棒产生一次磁场；②选用不同类型的探棒（12 m和24 m）对不同埋深和不同管径的管线进行探测；③根据周围干扰程度，可以采用单频或多频，减少干扰并提高探测精度；④所穿管线具备探棒的穿越空间，如某一孔内的线缆条数不宜太多，未用孔最好。

宁波市轨道交通1号线一期和2号线一期工程沿线共有供电、电线非开挖顶管约500 条，全部采用iGPS月蚀导向仪探测埋深。通过管线权属单位的确认及实际应用表明，成果达到了管线探测精度的要求。表1是通过该方法探测的非开挖顶管的成果资料。

该条电力顶管长约100 m，利用导向仪探测管线埋深最深处约7.03 m，探测点间距约为5～10 m，探测成果与顶管设计及施工记录资料基本一致。

表1 电力顶管成果表

2 地下管线机助成图系统

采用宁波市综合管线系统进行地下管线数据采集、处理、编辑和管理，使用Access和AutoCAD作为管线机助成图的支持平台。

内业采用基于Autocad2004平台自主开发的前端数据采集软件编辑。运用分层覆盖制图理论，根据地形图《图式》分类和城市规划需要，对各地理和非地理信息分层表示。将外业采集的细部点坐标展绘在原图上，利用OSNAP手段，对点、线和地物、地貌要素进行“靠”、“接”等基本操作，以保证线划结点的单一性和直线的连续性；对面状地物要素进行成面、属性赋值处理。地形图文件保存为dwg格式，用宁波市地方标准编号命名。文件采用正方形分幅，规格为50 cm×50 cm,每幅图修测完成后，及时填写测区元数据，利用数据入库处理程序将图幅内文字、线形、图块进行标准化处理，检查点、线、注记要素的层、颜色、编码正确性和点、线外部属性赋值的正确性；检查线相交、重线、自相交现象；检查悬挂点、断头点；检查重叠的文字和块；处理图内的冗余数据，减少dwg文件的字节数。通过上述检查和修改，确保每幅图都能顺利入库。

属性库的建立采用Access关系型数据库软件，以*.mdb格式存储数据库文件。Access的功能如下：

1）输入功能分为人工方式和自动输入方式。人工方式，逐个从键盘上输入管线点、管线的坐标和各种属性数据，并对输入数据进行检查；自动输入方式，从电子手簿或数据文件中批量读入多个管线点的三维坐标、编码、类别和特征数据，生成管线点的基本数据。

2）数据编辑修改。在Access中，可采用窗口和控件操作方式，运用鼠标或键盘，较方便地对各种管线、管线点的数据进行修改，对管线点数据进行翻页浏览和在同一条管线中浏览。

3）数据查询。在菜单的帮助下，可以非常方便地根据用户意图自动生成查询条件进行查询，不需编写语法复杂的查询公式。

4）数据统计。可统计各类管线的数目、长度以及总长度。

在数据处理过程中，充分考虑了设计单位对信息化现状的需求，将管线所有信息（如权属单位、起点高程、终点高程和埋深等）通过属性的方式全部存储在AutoCAD中，添加了管线扩展属性的CAD管线图。运行“Xdlist”命令，可以在CAD管线图中随时查看管点和管线属性信息，其信息量与数据库等同。当设计单位查询相关信息时，可以直接借助CAD扩展属性查询命令，查询到与数据库中等同的信息，极大地提高了数据的使用效率。图3、图4分别是在CAD图中查询管点、管线信息的界面。

图3 管点信息查询

图4 管线信息查询

3 结 语

地下管线探测的目的是为了获取地下管线可靠、完整且现势性强的几何属性数据[5]，这些数据为建立地下管网信息系统提供了基础资料。城市管网管理系统可以提高规划、设计部门以及各专业管线管理单位的工作效率，为城市规划、设计、施工和管理服务。在本次宁波市管线普查中，采用了一些先进的技术和方法，大大提高了工作效率。

1）管线探测方法先进。顶管探查中使用了全新的DigiTrak Eclipse定位系统，解决了管线探测中无法准确探测顶管的难题，探测方法从被动源探测转变为主动源探测，大大提高了管线探测精度。

2）管线信息丰富，应用方便。带状地形图修测成果丰富了地形图的内容，提高了数据利用的准确性。在数据处理过程中将管线所有信息（如权属单位、起点高程、终点高程、埋深等）通过属性的方式全部存储在AutoCAD中，添加了管线扩展属性的CAD管线图，其信息量与数据库等同，极大地提高了设计效率。

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