基于RD8000和RTK的地下管線探測技術

薛守勇 劉友文

摘要

地下管線是城市市政建設的重要組成部分，為了更好地進行規劃和管理，需要準確探明地下管線的現狀。本文在討論地下管線探測重要性的基礎上，重點分析基于RD8000和RTK的管線探測的技術和注意事項，為城市地下管線探測工程提供參考。

【關鍵詞】地下管線 RTK 測量

1引言

地下管線是城市生活的生命線，城市發展離不開地下管線的建設和管理。地下管線的探測是市政建設施工必不可少的前提條件，是有效利用地下空間資源的基礎性工作，對智慧城市建設和應急防災工作都具有重要意義。隨著城鎮化的快速推進，城市地下管線的數量和規模越來越大，構成狀況越來越復雜。地下管線的類型變得越來越多，管線材質多樣化，加上頻繁的工程建設，使得地下管線探測工作增加了許多難度。因此，除了使用更先進的探測設備外，在管線探查方法和技術方面，也要求與時俱進，使探測工作變得更為準確和便捷。

地下管線包括鋪設于地下的供水、排水、污水、燃氣、熱力、電力、通信、廣播電視、石油和天然氣等管線及其附屬設施，以及用于集中敷設上述管線的綜合管廊。地下管線探測分成探查和測量兩個階段，探查是指在現場查清各種地下管線的鋪設情況，確定投影到地面上的位置和量測埋深，并在地面標注管線點信息，以便進行坐標和高程的測量。管線測量工作是布設控制點，在進行碎部測量，得到管線點的三維坐標，并繪制成地下管線圖。城市市政道路下密布的地下管線情況十分復雜，嚴重影響了道路施工改造，只有對施工區域地下管線做出準確地探測和分析，繪出管線分布圖，才能保證道路施工改造的順利開展。

2地下管線的探查

地下管線探查是為了確定各種地下管線的鋪設情況，確定投影到地面上的位置和量測埋深，并在地面標注管線點信息，以便進行坐標和高程的測量。為了明確不同的管線和走向，探查時要利用已有的管線圖紙，并且盡量打開井蓋進行探測。地下埋藏的管線，采用雷迪RD8000管線探測儀，確定其埋深和管線特征點的位置。

RD8000是采用數字固件設計，為用戶提供了一種可控性強、可靠性高的管線探測解決方案，是具備行業標準的高性能管道和電纜定位儀。使用RD8000時，一般有3種方法：信號夾鉗法、直接法以及感應法。感應法最常用，它適合任意有金屬材質的管線，并且最方便;而夾鉗法則最為準確，當遇到管線復雜且密集的區域，要利用夾鉗法來區分不同的管線，以免造成錯誤;直接法，主要用于給水以及天然氣等管線類型。探查中，除了探測出每條管線的特征點在地面的投影位置，還要用鋼卷尺或手持測距儀量測出管線的埋深，并用油漆在地面做好標記，以便于點位的數據采集。

2.1明顯管線點探查

一般地下管線在地面上都有井蓋等設施，這些設施是輕易可見的。部分管線是可以不需要借助探測儀直接調查的，比如雨水、污水等管線。這類管點和管線的調查相對簡單。主要探查內容包括管線性質、材質、管塊孔數、尺寸、埋深、走向、井室規格等。探查時為了保證探查結果的準確性，除了加強技術管理外，要配置專用量測工具，管線性質主要通過實地調查、相關技術人員現場指點等來確定。

2.2隱蔽管線點探查

隱蔽的地下管線需要利用探測儀進行探查，通過將探測儀發出的電磁信號傳遞到被探查管線上，引起城市地下管線產生諧變電磁場，在利用接收機進行接收地下管線發出的電磁信號，并對接收到的電磁信號進行分析，確定管線特征點的坐標以及埋深和連接關系，是探查的難點所在。管線材料有點是金屬，有的是PE管等非金屬。金屬材質管線可以采用電磁法，非金屬管線需采用電磁波法進行探查。另外為了提高準確性，還需要調閱相關資料和求助于相關技術人員。

2.3管線點設置、編號和標注

2.3.1管線點的設置

對于明顯點位，設置相對簡單。比如檢修井和閥門井把管線點設置在井蓋中心，而當井蓋中心和地下管線點的中心偏差超過20厘米時，則要把實測管線點當做偏心的井點。

對于隱蔽點位，需在特征點處設置管線點，管線如果是直線，超過75米的間距需要加密特征點;在特殊地段，如施工區、過河等，間距可大于75米。遇到曲線的管線時，需在曲線中間添加管線點位用以保證圓弧曲線的彎曲特征;當出現進墻或者入室的時候也要設置管線點。

2.3.2管線點的編號

管線點包括探測點、起訖點、三通、四通、分支、變徑點、變深點、變質點等，也包括管線的附屬設施，比如各種類型的井、閥、接線箱等。管線編號可以由類別代碼和數字組成。

2.3.3管線點的標注

為了便于識別和測量，需在實地標注管線點信息。通過采用紅色油漆進行標注。比如可以為管線點標注記號“⊕”及管線點名字，若是較大的井還要在實地中注明邊框位置，以便開展后續測量工作。

3地下管線測量方法

3.1控制點測量

控制點測量有很多方法，如三角測量、導線測量、GNSS精度定位、CORS網RTK測量等。RTK是衛星導航實時動態載波相位定位技術，它可以在很短的時間內得到厘米級的定位結果，是衛星導航技術在測繪領域應用的一個里程碑。利用CORS進行RKT測量是相對更為便捷和使用的方法。選定工程所要求的坐標系和高程系統。采用雙頻RTK接收機作為流動著站，接收CORS網信號，實時進行控制點的測量，精度要符合工程要求。控制點在選點時，由于市區RTK的信號問題，所以控制點點位選擇時，盡量遠離高樓，視野盡量開闊，以免過多地進行支站，人為地降低精度。RTK測量時，要等到整周模糊度固定狀態的時候才可進行測量，測量數據要采集多次，以避免數據的不穩定性情況。

3.2管線點測量

管線點測量分成兩種情況，當管線點位置開闊時，一般直接采用RTK進行數據采集，當管線點位置不利于RTK測量時，需要用全站儀進行碎部點測量的方法進行采集。使用RTK采集時，為了提高準確性，避免信號的不穩定造成的影響，要求多次測量，且要整周模糊度固定模式。使用全站儀時，在測站上完成對中整平和測量儀器高后，設置測站點，對后視點進行歸零設置并且輸入點的代碼，按照極坐標、盤左半測回的方法測定管線點的斜距、水平角、垂直角。對于每個點位進行逐點測量，由近到遠，再由遠到近，以避免造成點位的遺漏，測距長度一般不超過150米。

3.3探測的注意事項

（1）在進行城市地下管線探測前，要先對管線基礎知識有初步了解，例如怎樣快速區別管線材質種類、目視判斷管徑大小，以方便在遇到一些特殊情況下，能準確地完成對管線點探查。

（2）在探測過程中，要依照己知管線來對未知管線進行探測，對于探測得到數據，需要利用其它方法進行辯證。

（3）在相對復雜的區域，探查要以夾鉗法為主，直接法為輔，最后以間接法進行探測，并多掃橫縱斷面，以便提高數據的可靠性。

（4）在管線測量過程中，對管線的定位和埋深是最重要的環節，因為管線數據正確與否會直接關系到施工過程的安全問題，包括對現有管線的保護和對施工人員的安全保障。

4結論

地下管線關系著城市的發展和百姓的生活，其重要性不言而喻。隨著城市功能越來越復雜，地下管線探測也越來越得到城市管理部門的重視。本文在討論了地下管線測探測的意義的基礎上，重點分析了RD8000和RTK在管線探測中的應用，主要包括探查和測量地下管線的類型、位置、路線、管徑和埋深等，并討論了探查和測量的一些細節問題和解決方法，特別強調了地下管線探測過程中的幾個注意事項。

參考文獻

[1]張鵬飛，徐泮林，網絡RTK在管線測量中的定位情況及精度分析[J].北京測繪，2 018 （04）：4 37-441.

[2]王健，江怡芳，朱能發，綜合管線探測技術在城市管線探測中的應用[J].測繪通報.2015.

[3]張鵬，董幍，馬彬.基于探測雷達的地下管線管徑探測與判識方法[J]，地下空間與工程學報.2015，11（04）：1023-1032.