城市復雜排水管線點埋深的測量精度分析

周平紅，肖好良

(廣東環境保護工程職業學院,廣東 佛山 528216)

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城市復雜排水管線點埋深的測量精度分析

周平紅，肖好良

(廣東環境保護工程職業學院,廣東 佛山 528216)

摘要：通過對某市排水設施普查數據進行分析研究，得出當井底狀況復雜時，《城市地下管線探測規程》對明顯管線點埋深的測量精度要求已很難滿足。數據分析顯示，當井底狀況較為復雜時(少量淤泥或積水)且管線點埋深在3 m以下，排水管線點埋深的測量中誤差的允許值建議取±10 cm；埋深在3 m以上時，排水管線點埋深的測量中誤差允許值建議取±1/30H(H為管線點的埋深)；當井底狀況極為復雜(淤泥較多、積水嚴重或水流湍急)時，排水管線點埋深測量限差建議按隱蔽管線點處理，建議取值為0.15H。

關鍵詞：復雜；排水管線；埋深；測量；精度

排水管線系統是現代化城市不可缺少的重要基礎設施，也是城市水污染防治和排澇、防洪的骨干工程。據調查統計，城市河流的主要污染源是來自市政排水管線的污染排放、市政排水管網建設不完善及部分排水管線錯接亂排、雨污合流等方面，給人民的生活造成了嚴重的影響[1-3]。所以開展排水設施普查，建立排水設施信息管理系統，從而科學有效管理排水管網，具有重要意義[4]。排水設施普查的對象包括查明排水管線的平面位置、走向、埋深、規格、材料等。因雨水沖刷、污水腐蝕等日常運行損耗，井底常常伴有淤泥、積水等狀況，管線點的埋深測量成為了排水管線調查的重點和難點。根據工程數據分析顯示，對于復雜排水管線點的埋深測量精度很難達到現階段的規范要求。結合工程數據，對復雜排水管線點的埋深測量精度進行分析。

1排水管線點埋深測量方法

管線點分為明顯管線點和隱蔽管線點。明顯管線點是指在地面可直接觀察并調查、測量管線屬性的管線點；隱蔽管線點是指在地面上不可見，需要物探方法測量的管線點。在排水設施普查中，當排水管線點為明顯管線點時，一般用“L”型量桿直接開井測量埋深，難以直接調查的排水管線點宜采用管道潛望鏡輔助調查。對于隱蔽管線點，可采用儀器測量方法。儀器測量方法的選擇應依據條件：①被調查的排水管渠或其附屬物與周圍介質存在明顯的物性差異；②所接收的目標體產生的異常場有足夠的強度，能從干擾背景中清楚地分離出來。常用的儀器測量方法有電磁波法、直流電法、地震波法等[5-6]。

2明顯管線點埋深測量精度分析

M市于2011～2012年進行城市新增排水設施的普查工作，調查管線點總數達數萬個，選取其中2 440個井底較為復雜明顯管線點進行同精度復查。根據多年現場普查數據分析經驗總結，本文將明顯管線點的復雜程度分為A、B兩個類別，其中A類復雜管線點多為管底積水未過半，且井底(管底)內固體淤塞物較為松軟，沉積較淺，對常規探測方法影響較小的明顯管線點；B類復雜管線點為管底積水超過管徑一半甚至淹沒管頂，或井底(管底)淤塞沉積物硬度及沉積厚度較大，現場利用常規的探測手段，難以獲取較高精度埋深數據的明顯管線點。

A類管線點的調查結果見圖1。

圖1　A類管線點埋深的測量數據

A類管線點埋深測量數據分布情況見表1。

表1　A類管線點埋深測量數據各深度的個數分布

A類管線點的調查與復查埋深結果較差△H見圖2、圖3。(說明較差△H均取絕對值進行分析，下同。)

根據圖2分布，埋深小于3m的A類管線點中有95%的管線點較差在20cm以內，根據正態分布誤差統計規律[7]，推算出A類管線點測量中誤差允許值±10cm。根據相關規范，取兩倍的中誤差為限差，剔除限差外的數據，根據式(1)計算中誤差m=±5.2cm。

(1)

式中：i=1,2,3，…，N。N為埋深小于3m且測量與復查較差在20cm以內的管線點個數。)

根據圖3，管線點埋深大于3m且較差在20cm以內的僅88%，如果按前述的中誤差允許值±10cm，則管線點的錯誤率達到12%，不符合統計規律[8]。根據經驗，當管線點埋深大于3m時，管線點埋深測量中誤差允許值應跟埋深有關，而非一個常數。假定mΔΗmax=±F(H)，A類管線點埋深(大于3m)復查較差分布詳見表2。

表2　A類管線點埋深(大于3 m)復查較差分析1

圖2　埋深(小于3 m)測量與復查較差分布

圖3　埋深(大于3 m)測量與復查較差分布

在2×H/30內的管線點按照式(1)求中誤差m=±7.3cm，大于A類管線點中埋深在3m以內的管線點(±5.2cm)，這說明排水管線點埋深的精度，隨深度的增加而降低。

B類管線點的測量與復查結果見圖4及表4。

表3　A類管線點埋深(大于3 m)復查較差分析2

圖4　B類管線點埋深的測量數據

埋深0～3m3～4m4～5m5～6m6～7m7～12m合計個數/個010215110310176533所占百分比/%01928191914100

B類管線點測量與復查較差分布見圖5、圖6。

圖5　B類管線點測量與復查較差分布情況

圖6　B類管線點不同埋深測量與復查較差

圖5顯示，取置信區間為95%時，B類管線點的測量限差應取0.15H，即當井底狀況很復雜時，可視為隱蔽管線點，參照《城市地下管線探測技術規程》來執行。按照式(1)計算，B類管線點的中誤差為16.8cm。圖6顯示，當管線點井底狀況很復雜時，各深度較差分布相似，深度對管線點測量精度影響較小。

《城市地下管線探測技術規程》中4.2.3條及4.6.3條規定，明顯管線點埋深重復測量限差不得超過5cm，與上述分析結果有較大差距。究其原因，主要有幾個方面：①上述規范是針對地下綜合管線探測而編制，對于排水專項缺乏針對性；除排水管線外的熱力、電力、電信管道的埋深一般較淺，絕大部分在2m以內，而排水管線的埋深半米至十幾米。相同情況下，隨著深度的加大，測量的精度會有所降低。②城市新增排水管線多在支管上，錯綜復雜，且井底多有淤泥和積水，較大的影響測量精度。③主干管上管線點多為大管徑，管多為滿水或半滿水狀況，水流湍急。這些客觀條件都影響測量精度。

3結論

根據上述分析，城市排水管線點埋深測量精度限差不宜僅參照《城市地下管線探測技術規程》執行，當井底狀況良好時(無積水、無淤泥，埋深較淺)，可參照規范的精度指標；當井底狀況復雜時(A類管線點)且埋深在3m以下時，測量中誤差的允許值取±10cm，埋深在3m以上時測量中誤差的允許值建議取±H/30(H為管線點的埋深)。當井

底狀況非常復雜時(B類管線點)，管線點埋深的測量限差建議按隱蔽管線點處理，取0.15H。此外，排水管線井底狀況的復雜程度界定是一個難點，這需要根據經驗及實驗段數據來判斷。

參考文獻：

[1]張寶.城市排水管線規劃管理存在的不足與解決對策[J].山西建筑,2013,39(4):253-254.

[2]李學軍,李蘇東.城市排水管線與污染源數據的獲取與應用探討[J].城市勘測,2008(6):33-35.

[3]林家森.大城市老城區排水體制調查研究及改造對策[J].中國市政工程，2005(2):43-46.

[4]許國安，朱旭紅，季超倫.基于AutoCAD地下管線前端數據采集系統的開發[J].測繪工程,2011，20(3):70-73.

[5]鄒延延.地下管線探測技術綜述[J].勘探地球物理進展，2006，29(1):14-18.

[6]耿光旭.地下管線探測方法及精度[J].測繪標準化,1994(1):23-27.

[7]武漢大學測繪學院測量平差學科組.誤差理論與測量平差基礎[M].測繪出版社,2003:20-30.

[8]李國重，夏云青.粗差分布及其隨機數產生[J].中州大學學報，2010，27(5):111-114.

[責任編輯：李銘娜]

Precision analysis of buried depth measurement forurban complicated drainage pipeline point

ZHOU Pinghong,XIAO Haoliang

(GuangdongVocationalCollegeofEnvironmentalProtectionEngineering,Foshan528216,China)

Abstract：Urban drainage pipeline as an important urban infrastructure,is an important material basis for urban development and people's life.The buried depth measurement of drainage pipeline point is the key and difficult point in drainage pipeline survey.With the analysis and study to the survey data of a city drainage facilities,this paper concludes that when the bottom hole’s conditions are complex,the measurement precision,according to Procedure For the Detection of Underground Pipeline in City of buried depth of the obvious pipeline point is difficult to meet.Data shows that when the bottom condition is complex (a small amount of silt or water) and pipeline point in the depth of 3 meters below,the permissible mean error should be ±10 cm；in the depth of 3 meters above,it should be 1/30H(H for the buried depth of pipeline point)；when the bottom hole conditions are extremely complex (more serious water and silt or swift),the buried depth limiting error of drainage pipeline point depth suggestions be 0.15H as hidden pipeline point.

Key words：complex;drainage pipeline;buried depth;measurement;precision

DOI:10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2016.09.013

收稿日期：2015-06-15

作者簡介：周平紅(1988-)，女，助教，碩士

中圖分類號：P258

文獻標識碼：A

文章編號：1006-7949(2016)09-0059-04