論地下管線普查的重要性

1、1 危險的城市地下管線城市地下管線對于現(xiàn)代城市正常運行具有重要影響，一方面，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。另一方面，受歷史和地理因素影響，當前我國城市地下管線普遍存在著設備老舊、分布不合理且過于密集等特點，成為影響城市運行和市民正常生活的潛在危害隱患，甚至成為當?shù)鼐用竦摹皧Z命線”。 2014年8月1日，臺灣高雄市前鎮(zhèn)區(qū)多條街道陸續(xù)發(fā)生可燃氣體外泄，并引發(fā)多次大爆炸，造成32人死亡，321人受傷，損失初估超過數(shù)十億新臺幣。臺灣相關部門稱是丙烯外泄肇禍，高雄環(huán)保部門也說，華運倉儲管線連接到李長榮化工，造成石化液體流到路旁的側溝，再到箱涵，沿著雨水下水道一直流竄，最終讓多家單位的地下管線

2、發(fā)生連環(huán)爆炸。經(jīng)高雄市政府等單位調閱管線圖，卻找不到該箱涵位置，也無法確認該箱涵的建造單位及建造時間。高雄市副市長吳宏謀于7日表示，市府是綜合所有搜集的圖資，判定氣爆箱涵應屬1991年至1992年間的崗山仔二之二號道路排水干線工程。水利局副局長廖哲民則稱該局不知有此箱涵，因此未列入巡查范圍。中油發(fā)言人張瑞宗表示，當年管線施工時曾因發(fā)現(xiàn)下水道箱涵而更改設計，推測是后來施工的下水道工程，將管線包覆進去。2013年11月22日，山東省青島市中石化東黃輸油管道發(fā)生泄漏爆炸事故（簡稱“11·22”事故），這起被稱為中國油氣管道史上最慘烈的事故，共造成62人遇難，136人受傷，直接經(jīng)濟損失751

3、72萬元。從2013年“山東省青島中石化輸油管道泄漏原油進入市政排水暗渠爆炸致62死”的事故，到2014年的“臺灣高雄市1日凌晨發(fā)生燃氣爆炸，至少造成32死321傷”。再到并不少見的各種城市地陷事故，是什么讓城市的地下管道如此危險？除了管線老舊等客觀原因，更多的則是因為人為因素：規(guī)劃缺位、多頭管理、重建輕養(yǎng)，最終導致反復開挖路面的“馬路拉鏈”現(xiàn)象成為“家常便飯”，一些事故也因此而生，輕者停水、停氣、斷電及通訊中斷，重者危險氣體泄漏、燃氣爆炸事故。圖左：高雄可燃氣體外泄爆炸現(xiàn)場 圖左：青島中石化輸油管道泄漏爆炸現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)字顯示，2009年到2013年，全國共發(fā)生75起典型管線事故，直接因地下管線

4、事故而產(chǎn)生死傷的事故共27起，死亡人數(shù)達117人，全國地下管線事故正從潛伏期進入爆發(fā)期。    數(shù)據(jù)來源：中國城市規(guī)劃協(xié)會地下管線專業(yè)委員會2 管線普查的問題與現(xiàn)狀中國城市規(guī)劃協(xié)會地下管線專業(yè)委員會專家委員會副主任、天津市勘察院副總工程師江貽芳在2012年所做的國內(nèi)地下管線的調查顯示，2000年-2011年間，中國共有253個城市開展過城市地下管線普查工作，尚有很多城市未進行地下管線普查。受歷史、地理以及其他方面因素影響，我國城市地下管線現(xiàn)實中“情況不明”，“誰都在管，誰都不管”，存在著諸多問題，主要表現(xiàn)為：1) 受傳統(tǒng)城市管線管理觀念影響，在對城市管線進行規(guī)劃和

5、施工中缺乏規(guī)范性、科學性和合理性；2) 由于前期城市地下管線設計施工中缺乏對管網(wǎng)分布等基礎性資料的整理匯總，造成城市地下管線基礎性資料相對欠缺；3) 由于對城市地下管線缺乏足夠重視，造成在管理城市地下管線過程中監(jiān)管力度不足，整體管理混亂；4) 一般城市的地下管線的產(chǎn)權主體涉及至少幾十家單位，例如自來水公司、排水公司、燃氣公司、熱力公司、電信公司、電力公司、政府、部隊和各工礦企業(yè)等，管線的規(guī)劃、建設、維護管理大多由各單位自行負責。除各自為政造成的巨大資源浪費外，城市地下管線信息不詳、道路無人統(tǒng)管，也是造成管線維護和管理毫無章法的原因；5) 在對城市地下管線管理中，過多注重對城市管線的敷設施工，而

6、缺乏相應的維護保養(yǎng)，造成城市地下管線使用壽命嚴重縮短。 隨著科技技術不斷進步，城市地下管線在數(shù)量、材質以及敷設方法等方面較過去有較大改變，這對城市地下管線管理和普查技術提出了更高要求?；诖耍瑧粩嗟母倪M和完善地下管線普查技術，為城市地下管線管理的順利開展提供重要支持。城市地下管線是指城市范圍內(nèi)供水、排水、燃氣、熱力、電力、通信、廣播電視、工業(yè)等管線及其附屬設施，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。根據(jù)不同分類標準，城市地下管線分類不同。按管線材料材質分，城市地下管線可分為金屬管線（又分為以鋼材和鑄鐵等金屬為主的金屬線和以鋁、銅等金屬為主的金屬管線）、非金屬管線和水泥管線。&#

7、160;當前，現(xiàn)代城市化進程加速發(fā)展，促進了城市地下管線呈現(xiàn)出系統(tǒng)化、多元化、復雜化、動態(tài)化以及隱蔽性等特點。敷設地下管線的方法也向著經(jīng)濟、安全、環(huán)保等方向發(fā)展，諸如地下管溝敷設、架空敷設、直埋敷設、非開挖敷設以及共同溝敷設等。為摸清地下家底，2014年6月，國務院辦公廳印發(fā)了關于加強城市地下管線建設管理的指導意見（國辦發(fā)201427號），提出了“2015年底前，完成城市地下管線普查，建立綜合管理信息系統(tǒng)”的目標任務。2014年12月，住房和城鄉(xiāng)建設部、工業(yè)和信息化部、新聞出版廣電總局、安全監(jiān)管總局和國家能源局等5部委聯(lián)合印發(fā)關于開展城市地下管線普查工作的通知，正式啟動全國城市地下管線普查工作

8、，摸清地下家底。在普查的基礎上，我國將建立地下管線綜合管理信息系統(tǒng)和專業(yè)管線信息系統(tǒng)，這意味著經(jīng)過全面“體檢”的城市地下管線，將邁入大數(shù)據(jù)時代。2015年4月，為貫徹落實國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見，切實發(fā)揮測繪地理信息管理部門在城市地下管線建設管理中的保障服務作用，國家測繪地理信息局印發(fā)了關于加強城市地下管線測繪保障服務的通知。3 普查的意義目前隨著我國城市發(fā)展進程加快，城市地下管線種類和數(shù)量也逐年增加。地下管線作為城市的生命線，影響到我們生活的方方面面。通過開展地下管線普查，形成完整、準確的地下管線檔案信息資料，可以為地下管線信息化建設提供數(shù)據(jù)支撐，進而改變傳統(tǒng)管理方

9、式、提高管理水平和工作效率；同時為保障地下管線安全運行和減災防災、應急響應提供可靠的基礎資料。因此，開展城市地下管線普查的意義重大，是一項戰(zhàn)略性基礎工作，主要體現(xiàn)在 ：1) 開展普查有利于解決城市地下管線資料不全、不準和不現(xiàn)勢的問題，建立完整準確的城市地下管線檔案信息資料；2) 開展普查有利于促進改變城市地下管線檔案信息傳統(tǒng)落后的管理方式和模式，提高管理水平和工作效率；3) 開展普查為保障城市地下管線安全運行提供有力支撐，為城市建設發(fā)展和城市安全提供有力支撐；4) 開展普查可以為管線信息化建設提供可靠、準確的地下管線基礎信息，適應數(shù)字城市、智慧城市建設發(fā)展的需要。4 地下管線普查方法與技術分析

10、開展城市地下管線普查時，應遵循一定的普查原則：1) 先對具有明顯特征的且容易普查的管線進行普查，再對具有隱蔽性的較難普查的管線進行普查，同時由淺及深的開展。2) 管線普查過程中應優(yōu)先選用具有高效、便捷和安全的普查方法，以此提高普查效果，降低普查成本。3) 對于具有復雜性的管線普查過程中，應采取多種普查技術相結合的方法，增加普查結果的準確性和可靠性。4) 通常在管線普查過程中，選用較為確定的管線作為驗證參考點，并對普查管線進行相關驗證。 總之，開展城市地下管線普查，應兼?zhèn)淇茖W性、合理性和高效性原則。 當前，我國城市地下管線管理和建設過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)和困難，導致這一局面的一

11、個重要因素就是缺乏完善的城市地下管線普查技術2?；诖?，應加強對城市地下管線普查技術的研究和創(chuàng)新，就當前應用較為普遍的三種地下管線普查技術進行分析。4.1 普查方法通常情況下，將地下管線分為未還土的地下管線測量和已竣工的地下管線測量兩種，未還土的地下管線是指通過直接測定地下管線的特征點來完成管線的測量工作，而已竣工的地下管線則指對所有的已還土的并且竣工完成的地下管線的測量工作，其主要是采取物探的方式將所有特征點反映到地面上，之后再測量定位出各類地下管線的特征點，并且在圖上對其進行編輯，以形成需要的地下管線圖。4.1.1 未還土地下管線測量的特點和測量方法由于未還土，因此其是一邊施工一邊進行測量

12、工作的，所有其沒有預見性，也沒有規(guī)律性；在完成施工后，應立即將管線埋上，這就要求施測工作必須有足夠的準確性，建議應再復檢一次；由于施工的時間比較長，因此應能夠方便的保存控制點，控制點應可以多次反復的使用；在進行測量工作之前，應先進行準備工作，為了更好的進行地下管線的測量工作，同時提高測量的效率，應將所有的管線設計圖紙收集起來并且合理的利用，其具體的測量方法為：采用全站儀的方法對管道的各類特征點的內(nèi)底和外頂?shù)钠矫嫖恢煤透叨冗M行測量，如果地下管道是處于建筑物不多的大馬路、住宅區(qū)或者空曠的區(qū)域時，可以采用RTK的方式來測得每個特征點的三維坐標。4.1.2 已竣工的地下管線測量的特點和測量方法已竣工的

13、地下管線測量工作的特點如下：（1） 數(shù)量多且密度大，并且很多管線還會出現(xiàn)交叉的情況，增加了管線探測工作的難度，探測時還容易出現(xiàn)點號混亂的問題（2） 由于是已竣工的測量工作，管線已經(jīng)埋在了地下，因此在測量時就容易出現(xiàn)探漏的問題；（3） 測量時的工作量大，并且時間較長，進行工作銜接時有一定難度，其外業(yè)工作主要有管線特征點的測量和管線的探查兩道工序，前者必須在后者完成后才可以開始的，因此就可能影響整個工程的進度；通常情況下，根據(jù)我國的城市地下管線探測技術規(guī)程中的要求，地下管線點的解析點坐標中誤差應小于±5cm，高程中誤差應小于±2cm，地下管線圖上測量點位中誤差不得大于圖上

14、77;0.5mm。探測管線的目的是確定管線的位置、埋深。地下管線與周圍土體之間存在物性差異，各種地下管線探測技術原理追根究底都是利用這種物性差異來進行探測定位。不同的物性差異決定了不同的探測方法。根據(jù)探測時依據(jù)的不同物性差異可以將探測方法分為電磁感應法、地質雷達法、地震波法、高密度電阻率法、井中磁梯度法等。4.1.2.1 電磁感應法電磁感應法是地下管線探測的主要方法，是以地下管線與周圍介質之間有明顯的導電率、導磁率和介電性為主要物性基礎，根據(jù)電磁感應原理觀測和研究電磁場空間和時間變化規(guī)律，達到尋找地下金屬管線或解決其它地質問題的目的。當?shù)叵鹿芫€與周圍介質間電性差異明顯且管線長度遠大于管線埋深時

15、，探測效果明顯。根據(jù)施加信號的方式不同，電磁感應法分為直接法、夾鉗法、感應法和示蹤法。4.1.2.2 地質雷達法地質雷達法（又稱探地雷達）工作時，由發(fā)射天線向地下介質發(fā)射（106-109Hz或更高）的高頻脈沖電磁波，當電磁波在巖層中遇到探測目標時，電磁波會反射回地面，被接收天線所接收。分析接收到的反射波波形，波形的正負峰值分別以黑白色或灰階或彩色表示，這樣同相軸或等灰度、等色線就可形象的反映出目標管線的剖面圖，從而達到定位目標管線的目的。雷達波在地下介質中的傳播遵循波動方程理論，反射回地面的電磁波脈沖，其傳播路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質的電性質及幾何形態(tài)而變化，因此，從接收到的雷達反射

16、回波走時（亦稱雙程走時）、幅度及波形資料，可以推斷出地下管線的位置。探地雷達既能探測金屬管線，又能探測非金屬管線，應用范圍廣泛。其探測效果主要取決于目標管線與周圍介質的電性差異。4.1.2.3 地震波法地震波法又稱淺層地震勘探法，基本原理是利用地下介質的波阻抗值（密度、速度）差異，當?shù)叵虏煌橘|界面兩側的彈性波速度和波阻抗差越大時，地震波法探測效果就越好。 以地下各種介質的彈性和密度的差異為基礎，在地表以人工方法激發(fā)地震波，在地下傳播的地震波遇到不同介質的分界面時（如地下金屬、非金屬管線與周圍介質的分界面），會產(chǎn)生反射、折射和透射；地震波在地下不同介質中的傳播速度各不相同，研究分析人

17、工震源產(chǎn)生的地震波的傳播規(guī)律，通過對地震波記錄進行處理和解釋，可以推斷地下管線的位置和埋深。根據(jù)地震波不同，地震波法又具體分為直達波法、折射波法、反射波法和瑞雷波法幾種。探測地下管線時，常用瑞雷波法，利用地下管線與周圍介質的面波差異來定位地下管線。 4.1.2.4 高密度電阻率法 高密度電阻率法與常規(guī)電阻率法的探測原理相同，都是以以目標管線與周圍介質之間的導電性差異為基礎的一種物探方法。利用高密度電阻率法探測時，將數(shù)十根電極一次性布設完畢，利用轉換器選擇不同的電極排列方式和移動方式，快速采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。根據(jù)電極排列形式和移動方式的不同，將電阻率法分為電測深法、電剖面法和高密度

18、電阻率法。高密度電阻率法實際上集中了電剖面法和電測深法的雙重特點，可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的快速采集，采集信息量大，并在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)實時處理，提高了工作效率。 4.1.2.5 井中磁梯度法 地下鋪設的金屬管線，一般具有較強的磁性。井中磁梯度法就是利用金屬管線與周圍介質之間的磁性差異，通過測量磁場的垂直分布強度，判別出由地下管線引起的磁異常，從而探測出地下管線的走向，再定量計算，得到地下管線在地表投影的確切位置和埋深。4.2 普查技術4.2.1 近間距并行管線普查技術 在技術分析方面，常見的近間距并行管線普查方法包括電磁感應法、地質雷達法以及磁梯度法三種。其中，電磁感應法主要是采用線電流，將其在地下管線中流動，而在地面上則會有相應的磁場產(chǎn)生，通過觀察磁場變化情況來實現(xiàn)對地下管線的深度、位置以及其他方面的普查；地質雷達法主要是利用高頻電磁波對地下管線進行掃描，實現(xiàn)對其位置、結構以及深度等方面的普查；磁梯度法主要是先對地下管線位置進行打孔，再利用磁梯度儀進行磁梯度值測定，以此實現(xiàn)對地下管線位置、深度的普查。在具體應用方面，電磁感應法已實現(xiàn)了對并行給水管線與電信管道、并行給水管道與煤氣管道等普查。地質雷達法已實現(xiàn)了對并行煤氣管線與電力電纜、并行電信排管與燃氣管道以及并行上水管線與排水管線的普查。磁梯度法已實現(xiàn)對并行物料管與光纜的普查。4.2