長距離管道定測(cè)的管理與實(shí)施

◎ 云南省房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營（集團(tuán)）公司 武繼紅

中國煤炭科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院 顧鳳鳴

1.概況

1.1 引言

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，工程測(cè)量任務(wù)往往工期要求緊，長距離管道工程又經(jīng)常設(shè)計(jì)于山谷中，如此在較短時(shí)間內(nèi)，組織有限的人力、物力，保質(zhì)、保量、按期完成定測(cè)階段的任務(wù)，是測(cè)繪人員必須考慮的問題。

1.2 測(cè)區(qū)地形地貌

某管道線路設(shè)計(jì)為南北方向，其中南部為平原，長度約為180km；中北段基本沿國道和省道設(shè)計(jì)，中北段地貌主要為山區(qū)和高原區(qū)，長度約為550km。全線地形復(fù)雜多變，海拔在1600米左右，地勢(shì)總體為南北低、中間高，高差約1300m。除隧道外，全線基本沿路邊、溝谷設(shè)計(jì)，通視、通行條件極差。

1.3 已有資料

定測(cè)前已收集有1:50000地形圖73幅，1∶10000地形圖247幅，沿線航攝1:2000地形圖，D級(jí)控制點(diǎn)371點(diǎn)（含四等水準(zhǔn)高程）。

1.4 設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)格式

（1）縱斷面格式：

里程 高程

里程 高程

……

里程 高程

（2）橫斷面格式：

里程

左側(cè)橫斷面點(diǎn)個(gè)數(shù) 相對(duì)中樁平距 相對(duì)中樁高差 相對(duì)中樁平距 相對(duì)中樁高差……

右側(cè)橫斷面點(diǎn)個(gè)數(shù) 相對(duì)中樁平距 相對(duì)中樁高差 相對(duì)中樁平距 相對(duì)中樁高差……

（3）地形圖要求提供CAD格式地形圖。

2.工程特點(diǎn)

2.1 線路本身特點(diǎn)

長距離管道不同于公路、鐵路，有其本身的特點(diǎn)。公路、鐵路線型有直線、緩和曲線、圓曲線等，而管道線型只是直線。公路、鐵路受等級(jí)、半徑、坡度的限制，定測(cè)時(shí)改線相對(duì)較少，而管道只受轉(zhuǎn)折角、坡度限制，因此為了減少投資，定測(cè)過程中往往根據(jù)地形、地物頻繁調(diào)整線路局部走向，且設(shè)計(jì)不允許設(shè)置斷鏈。另外該長距離管道基本沿路邊、溝谷設(shè)計(jì)，為定測(cè)工作帶來諸多不便。

2.2 已有資料特點(diǎn)

沿線控制點(diǎn)間距平均為2～3Km,兩相鄰點(diǎn)間均不通視。1∶2000地形圖，高程標(biāo)注較少，尤其是線路走向位置的溝底，幾乎沒有高程標(biāo)注。

2.3 相互配合的特點(diǎn)

由于工期緊，定測(cè)工作由線路設(shè)計(jì)人員與測(cè)量人員共同完成，線路走向與相關(guān)地物相沖突時(shí)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)測(cè)量人員實(shí)時(shí)測(cè)繪的相關(guān)信息現(xiàn)場(chǎng)改線，勘察人員緊跟其后，定測(cè)一段勘察一段。每天線路設(shè)計(jì)人員向測(cè)繪人員提交第二天用到的交點(diǎn)文件，測(cè)繪人員向勘察人員提供定測(cè)的縱斷面中間資料。

3.定測(cè)工作的實(shí)施

3.1 編制切實(shí)可行的技術(shù)設(shè)計(jì)書

測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)的目的是制定切實(shí)可行的技術(shù)方案，保證測(cè)繪成果符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和滿足委托要求，并獲得最佳的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。在詳細(xì)踏勘后，經(jīng)過與設(shè)計(jì)、勘察人員充分勾通后，制定了詳細(xì)、便于操作的技術(shù)設(shè)計(jì)書。設(shè)計(jì)書對(duì)參加定測(cè)人員的分工作了詳細(xì)安排，規(guī)定了采用的規(guī)范、儀器，統(tǒng)一坐標(biāo)系建立方法、測(cè)量方法、點(diǎn)號(hào)編排規(guī)則、數(shù)據(jù)處理方法、各種檢核方法、文件命名規(guī)則，并對(duì)提交中間資料的要求作了統(tǒng)一規(guī)定。由于本項(xiàng)目戰(zhàn)線長、條件復(fù)雜、參加人員及班組多、工期緊，因此在定測(cè)過程中經(jīng)過探索、總結(jié)，對(duì)測(cè)繪技術(shù)方案幾經(jīng)修改，最終成為執(zhí)行的依據(jù)。

3.2 中線定測(cè)及縱斷面測(cè)量的實(shí)施

3.2.1 坐標(biāo)系的建立

管線全長600多公里，為了減少投影變形的影響，1：2000地形圖航拍、控制點(diǎn)施測(cè)時(shí)，將全線分為7個(gè)抵償面，分別建立坐標(biāo)系。GPS在定測(cè)過程中，每建一個(gè)項(xiàng)目均需相應(yīng)的坐標(biāo)系。在初勘時(shí)，GPS手簿中坐標(biāo)系的建立基本為以測(cè)區(qū)附近的3～4個(gè)控制點(diǎn)為依據(jù)，采用經(jīng)典三維法建立坐標(biāo)系。這種做雖然正確，但隨意性大，今天甲在這里測(cè)圖以1～4點(diǎn)建立坐標(biāo)系，明日乙在這里放樣，又以2～5建立坐標(biāo)系，甚至同一人不同時(shí)間在同一地點(diǎn)建立坐標(biāo)系選用的公共點(diǎn)都不相同，因此坐標(biāo)系必須統(tǒng)一建立，各作業(yè)組根據(jù)測(cè)量的范圍采用相應(yīng)的坐標(biāo)系。

全線按點(diǎn)校正高程殘差不大于0.05m(個(gè)別點(diǎn)不大于0.08m)的原則建立坐標(biāo)系，相鄰坐標(biāo)系間重合2～3個(gè)控制點(diǎn)。坐標(biāo)系建立時(shí)，橢球參數(shù)中1/f=298.257,假東坐標(biāo)=500000，假北坐標(biāo)=0，類型=橫軸墨卡托，原點(diǎn)緯度=0，尺度比=1，帶寬=3 大地水準(zhǔn)面類型=無，CSCS模型=無，殘差=1/距離。坐標(biāo)系以參入坐標(biāo)校正的起始點(diǎn)號(hào)至終點(diǎn)點(diǎn)號(hào)命名。

3.2.2 野外定測(cè)的組織實(shí)施

圖1 定測(cè)各組配合圖

中線定測(cè)與縱斷面測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，在定測(cè)中線的同時(shí)，測(cè)量縱斷面數(shù)據(jù)。野外共分四個(gè)組（每組一個(gè)基準(zhǔn)站、兩個(gè)流動(dòng)站），八個(gè)流動(dòng)站共同工作。前一天晚上，由專人安排第二天每個(gè)組基站的架設(shè)點(diǎn)號(hào)及每個(gè)流動(dòng)站的定測(cè)方向。各組人員根據(jù)安排準(zhǔn)備第二天的定測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行野外定測(cè)及縱斷面測(cè)量。如果兩流站相遇，檢核兩個(gè)中線樁，結(jié)束本段定測(cè)工作。第二天里程最小的一個(gè)流動(dòng)站，遇到前一天的中線樁且檢核兩個(gè)中線樁后，結(jié)束本段定測(cè)工作。每天每個(gè)流動(dòng)站安排的定測(cè)里程大致相等，如某一組先完成安排工作，可根據(jù)情況架設(shè)基站繼續(xù)向前定測(cè)，或支援今天難以完成的班組。

之所以這樣安排，而未長距離的分段，主要是應(yīng)設(shè)計(jì)人員的要求，在從未定測(cè)如此長距離管道過程中遇到技術(shù)問題時(shí)，可以相互討論。另外這種安排具有基站架設(shè)次數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)，基站基本上隔點(diǎn)架設(shè)（困難地帶順序架設(shè)），其中一流動(dòng)站因距基站較遠(yuǎn)或地形較差而無法接收電臺(tái)信號(hào)時(shí)，可以通過切換頻率接收相鄰的基站信號(hào)，不至于影響定測(cè)進(jìn)度。

在GPS無衛(wèi)星信號(hào)的地帶，則采用全站儀進(jìn)行中線定測(cè)及縱斷面測(cè)量。距信號(hào)盲區(qū)最近且有衛(wèi)星信號(hào)、便于架設(shè)儀器的地方，RTK測(cè)量任意支點(diǎn)，架設(shè)全站儀，采用間距測(cè)量功能進(jìn)行定測(cè)工作。

3.2.3 野外改線的實(shí)施

野外如果線路與地物交叉等需要改線，則由設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及實(shí)測(cè)的關(guān)鍵點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)改線，并通知相鄰流動(dòng)站定測(cè)至某一交點(diǎn)號(hào)時(shí)停止定測(cè)。如在兩流動(dòng)站銜接處改線，則由兩流動(dòng)站共同完成。改線時(shí)遵守設(shè)計(jì)書規(guī)定的點(diǎn)號(hào)編排規(guī)則。

3.3.4 定測(cè)采用的軟件

GPS手簿中的“道路通”是工作的首選，在使用過程中，發(fā)現(xiàn)“道路通”對(duì)于管線定測(cè)存在致命弱點(diǎn)。因道路中含有曲線，而管道為折線，也許“道路通”編寫過程并未考慮折線情況，每定測(cè)交點(diǎn)時(shí)，不需任何操作，即出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。另外，“道路通”定測(cè)時(shí)，測(cè)量界面無法輸入備注，在野外要求樁標(biāo)識(shí)為樁號(hào)而非里程的情況下，難以實(shí)現(xiàn)記錄點(diǎn)號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)樁號(hào)相對(duì)應(yīng)。

經(jīng)過試用，“電力線勘測(cè)”軟件比較適合管線定測(cè)，該軟件輸入設(shè)計(jì)的交點(diǎn)文件較簡單，且在定測(cè)過程中也能方便修改點(diǎn)號(hào)及備注，因此定測(cè)采用“電力線勘測(cè)”功能。該功能也存在一定的缺陷，其中每個(gè)輸入文件的交點(diǎn)數(shù)量最大為31點(diǎn)。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的輸入時(shí)，按每個(gè)文件25個(gè)交點(diǎn)左右（預(yù)留出改線增加交點(diǎn)號(hào)的空間）分成多個(gè)電力文件輸入。

3.2.5 點(diǎn)號(hào)編排規(guī)則

為了數(shù)據(jù)處理查詢方便、全程不設(shè)斷鏈，以及現(xiàn)場(chǎng)樁號(hào)的辨識(shí)，點(diǎn)號(hào)編排必須遵守統(tǒng)一的規(guī)則。設(shè)計(jì)人員提供的交點(diǎn)號(hào)為“JD？”（“？”為交點(diǎn)順序號(hào)），改線時(shí)交點(diǎn)號(hào)為“JD？-？”（第一個(gè)“？”為改線前一個(gè)交點(diǎn)順序號(hào)，第二個(gè)為改線部分交點(diǎn)順序號(hào)）。手簿中設(shè)計(jì)交點(diǎn)的輸入，采用設(shè)計(jì)人員的編號(hào)，野外定測(cè)時(shí)樁號(hào)的標(biāo)注規(guī)則為，轉(zhuǎn)點(diǎn)樁現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注與設(shè)計(jì)相同，手簿中點(diǎn)號(hào)記錄為“JD-？”（避免與手簿中輸入的已知轉(zhuǎn)角點(diǎn)重號(hào)）其中 “？”表示轉(zhuǎn)點(diǎn)號(hào)。直線樁標(biāo)注為“？Z？”，其中第一個(gè)“？”為表示小于定設(shè)里程的最近轉(zhuǎn)點(diǎn)號(hào)，第二個(gè)“？”為順序號(hào)（中間可以有空號(hào)，但不能重號(hào)。如：3-2ZA13表示3-2號(hào)轉(zhuǎn)點(diǎn)后的直線樁，樁號(hào)為A13）。改線時(shí)，樁號(hào)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注及手簿中點(diǎn)號(hào)記錄均為“？-？Z？”，其中第一個(gè)“？”為改線前一個(gè)交點(diǎn)順序號(hào)，第二個(gè)“？”為改線段的交點(diǎn)順序號(hào)，第三個(gè)“？”為中線樁順序號(hào)，測(cè)量改線部分前一個(gè)交點(diǎn)至改線后第一個(gè)交點(diǎn)間的斷面點(diǎn)時(shí)，第二個(gè)“？”為“0”。

圖2 點(diǎn)號(hào)編排規(guī)

3.2.6 中線資料的整理

每天野外工作結(jié)束后，測(cè)量人員將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)后，核對(duì)坐標(biāo)系等是否正確，并與設(shè)計(jì)人員核對(duì)交點(diǎn)號(hào)及交點(diǎn)順序，根據(jù)核對(duì)過的交點(diǎn)號(hào)，在EXCEL中將測(cè)繪的縱斷原始數(shù)據(jù)放入一個(gè)表中，將各野外簡單備注譯成中文單獨(dú)存放一列。每天經(jīng)過核對(duì)的交點(diǎn)順序號(hào)、特殊說明等則按順序放入第二個(gè)表中，多余或作廢的觀測(cè)數(shù)據(jù)單獨(dú)存放第三個(gè)表中。野外檢核的數(shù)據(jù)則另存入一個(gè)文件中。經(jīng)過如此處理，且檢查無誤后，將每天的資料提交資料整理人員，定測(cè)一定里程后（如50Km），由資料整理人員統(tǒng)一進(jìn)行縱斷面的處理，以避免斷鏈的產(chǎn)生。

3.2.7 橫斷面及穿越地形圖的測(cè)量

中線組每完成40～50Km的定測(cè)工作，向橫斷組提供一次縱斷面數(shù)據(jù)，橫斷面測(cè)量人員根據(jù)中線資料有選擇地按設(shè)計(jì)要求的間距測(cè)量橫斷面及穿越地形圖。橫斷面的里程需與縱斷面相對(duì)應(yīng)，縱斷面即使一個(gè)微小錯(cuò)誤，也會(huì)引起里程的變化，從而給橫斷面里程的修改帶了不便。因此，經(jīng)過QC小組的攻關(guān)研究，編寫了以縱斷面成果文件及含有坐標(biāo)的橫斷面原始文件，自動(dòng)生成橫斷面成果的程序。這樣橫斷測(cè)量只需提交原始含有三維坐標(biāo)且經(jīng)檢查無誤、無遺漏的原始文件即可。

4.工期的保證措施

工期是本項(xiàng)目必須保證的要素，因此在設(shè)計(jì)書中，設(shè)計(jì)書根據(jù)經(jīng)驗(yàn)詳細(xì)地分析了保證工期需要的人員及設(shè)備配置。有了工期要求及進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)施過程中，定期地對(duì)進(jìn)度計(jì)劃的執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問題后，及時(shí)采取措施加以解決。經(jīng)跟蹤檢查，在定測(cè)工作完成約300Km時(shí)，發(fā)現(xiàn)如此進(jìn)度很難保證按期完成，再考慮天氣的因素，及時(shí)增加一個(gè)縱斷面班組，以保證中線定測(cè)按期完成。在中線組完成約400Km時(shí)，發(fā)現(xiàn)橫斷組只完成了不足300Km，及時(shí)增加三個(gè)橫斷面班組，最終保證了野外工期。

5.質(zhì)量保證措施

為了保證工程質(zhì)量，在各個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)中加以控制。工程開始前對(duì)參與人員進(jìn)行培訓(xùn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)的規(guī)范及設(shè)計(jì)書。所用的儀器均為經(jīng)鑒定后的合格儀器[3]。

各種檢查工作可分為外業(yè)與內(nèi)業(yè)兩部分。外業(yè)檢查規(guī)定了每個(gè)基站不同的流動(dòng)站間必須進(jìn)行互檢，并抽查控制點(diǎn)的精度，定測(cè)過程中兩流動(dòng)站銜接部，重復(fù)兩個(gè)中線樁進(jìn)行互檢。不同的坐標(biāo)系、不同的抵償面進(jìn)行不同坐標(biāo)系下的檢查，且檢查中線樁不少于2處。

內(nèi)業(yè)檢查主要檢查交點(diǎn)順序及坐標(biāo)是否與設(shè)計(jì)的一致，觀測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)系是否正確，縱橫斷面是否缺失、偏位，縱橫斷面高程與1/2000地形圖進(jìn)行核對(duì)，橫斷面左右是否反向，地形圖各種注記的正確性、等高線走向的合理性、各地物地形表示符號(hào)的正確性以及是否有漏測(cè)漏注現(xiàn)象等。縱橫斷面數(shù)據(jù)與各種穿越地形圖進(jìn)行高程比對(duì)。

6.開展QC小組活動(dòng)

長距離管道在定測(cè)過程中，為了節(jié)約投資、滿足技術(shù)要求，幾乎每天都有改線，有時(shí)甚至改動(dòng)多次，才能滿足設(shè)計(jì)要求，加上定測(cè)本來就分幾組完成，而設(shè)計(jì)人員又要求不設(shè)斷鏈，這樣定測(cè)數(shù)據(jù)必須整體處理。在縱斷面數(shù)據(jù)整理時(shí)，采用常用的辦公軟件手動(dòng)進(jìn)行里程排序十分容易出錯(cuò)。縱斷面成果一旦修改，又引起橫斷面里程的修改，因此成立QC小組，對(duì)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行研究。最終統(tǒng)一了思路，完成了面向數(shù)據(jù)庫的縱橫斷面處理程序。該程序中縱斷生成部分只需根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的交點(diǎn)文件（包括點(diǎn)號(hào)及三維坐標(biāo)，且已經(jīng)排序）及定測(cè)的原始文件（包含點(diǎn)號(hào)及坐標(biāo)，交點(diǎn)號(hào)須與交點(diǎn)文件中相對(duì)應(yīng)），即可生成縱斷面數(shù)據(jù)。橫斷面生成部分，根據(jù)交點(diǎn)文件、縱斷面成果文件及野外橫斷面測(cè)量的原始文件自動(dòng)生成橫斷面成果。這種處理方法不僅大大減少了內(nèi)業(yè)工作量，且消除了人工處理的錯(cuò)誤率。即便交點(diǎn)文件中的數(shù)據(jù)修改，也只需由程序重新處理一遍即可。

7.勾通的實(shí)現(xiàn)

勾通是信息的交流，是人際之間傳遞和交流信息的過程。它包括了為了確保工程項(xiàng)目信息的合理收集與傳遞，保證相互動(dòng)作協(xié)調(diào)的一系列過程。本定測(cè)工作由設(shè)計(jì)、測(cè)量人員共同參與，設(shè)計(jì)人員每天需向測(cè)量人員提交第二天的設(shè)計(jì)交點(diǎn)，雙方每天要核對(duì)定測(cè)完成的順序交點(diǎn)號(hào)，中線定測(cè)人員要向橫斷面測(cè)量人員、設(shè)計(jì)、勘察人員提交縱斷面成果。設(shè)計(jì)人員每天要根據(jù)測(cè)量的安排提前熟悉圖紙，領(lǐng)導(dǎo)要經(jīng)常了解掌握工程進(jìn)展等等。參加及需要了解工程進(jìn)度的人員多且居住分散各地，為此成立了定測(cè)QQ群，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行勾通及資料的傳遞。QQ群成員可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行問題的探討，工程計(jì)劃及安排、成果資料（經(jīng)保密處理）則可由群中人員共享，這使勾通渠道通暢，大大加快了勾通的速度，使各種問題得到及時(shí)的解決。

8.總結(jié)

項(xiàng)目的實(shí)施，無論在管理上還是技術(shù)上都有所創(chuàng)新。管理方面創(chuàng)新，主要體現(xiàn)為成立QC小組，同一線路每天分多段進(jìn)行測(cè)量的管理，通過創(chuàng)建QQ群進(jìn)行內(nèi)部、跨專業(yè)及上下級(jí)的勾通。技術(shù)的創(chuàng)新為縱橫斷面數(shù)據(jù)處理的思路及處理軟件的開發(fā)利用。這些創(chuàng)新點(diǎn)既提高了工作效率，又大大降低了出錯(cuò)的概率。