一種油氣長輸管道線路竣工圖的編制方法

李曉峰 吳沙 李欣彤

摘要：本文對油氣長輸管道施工圖進行了簡要介紹，并對施工過程中相對施工圖紙發生變化的內容和原因進行了一定分析，最后提出了一種竣工圖紙的繪制方法，以施工圖為底圖，以施工完成后的復測內容為依據，通過excel表格的輔助，經過公式計算和排版，實現在AUTOCAD中繪制竣工圖的最簡便方式。

關鍵詞： 油氣管道;施工圖;竣工圖;AUTOCAD

1 引言

竣工圖，是工程竣工驗收后，真實反映建設工程結果的圖樣，是工程竣工檔案的核心組成部分。依據原國家建委1982年[建發施字50號]《關于編制基本建設竣工圖的幾項暫行規定》，編制各種竣工圖，必須在施工過程中（不能在竣工后），及時做好隱蔽工程檢驗記錄，整理好設計變更文件，確保竣工圖質量。

油氣長輸管道是一種特殊的基礎建設工程。其距離長寬度窄，施工范圍呈帶狀分布，由鋼管逐根焊接完成。一般情況下挖溝埋設于地下，長輸管道途徑區域地形紛雜，鋼管焊口數量龐大，附屬設施較多，而管道或其附屬設施一旦發生破壞，對生產企業和途徑區域的自然環境及人民生活影響都比較大，因而管道在由施工單位移交運行單位過程中需要非常精確的線路竣工圖紙，以明確管道及各種相關設施的具體位置，達到輔助維搶修和保護的最佳效果，也有利于在改擴建、遷移或拆除等工作中發揮最理想的作用。

2 線路施工圖與竣工圖的關系

2.1 線路施工圖的主要內容

線路施工圖是油氣管道施工的指導和依據，包含的內容比較豐富。總體來說，一張線路施工圖包含三大部分的內容，即管道圖、施工信息欄和邊欄，管道圖又分為平面圖和縱斷面圖。平面圖是地面的測量圖，以管道走向為中軸兩側保留一定距離作為測量帶，從管道起點起算一直到終點，按照管道的平面長度每一百米設置一個樁號，每張線路施工圖通常設置為一公里的管道水平長度（具體取決于項目要求）。

平面圖如下圖2-1，其應包含測量到的所有地面信息，等高線、海拔高度、植被、河流、水渠、道路、輸電線、房屋等，并對管道水平方向的轉角進行編號標注。另外管道要依據地表情況劃分地區等級，從而決定不同區段管道的用管類型和鋼管壁厚。

縱斷面圖如下圖2-2，縱斷面圖是指導管道施工的核心要素，其體現在圖紙上的主要內容是兩條線和填充物。一條是地面線，表示在該段區域管道頂部地表地勢的輪廓;一條是管道線，表示管道施工后應該埋在地面以下的相對位置;填充物是該施工區段管溝的地質信息，決定了管溝的開挖形狀，開挖難度，開挖深度，陰極保護形式以及鋼管的保護形式。另外在有需要的情況下，縱斷面圖上還應該標注水工保護措施和工程量，各種穿越的位置形式，穿越保護措施和工程量，固管措施和工程量，閥室位置，冷彎管位置和角度，熱煨彎頭位置和角度，抗浮力措施的位置形式數量等信息。

施工信息欄如下圖2-3，施工信息欄是管道圖內容的詳細化數據化補充。在施工信息欄里標注了水平轉角的位置角度信息，以數字形式標注了管道水平里程信息，地面線的海拔高度，管道的海拔高度，管道的埋深信息，每一段管道的傾斜度，每一段管線的地區等級、用管類型和鋼管長度，穿跨越起點和終點位置的水平里程，穿跨越的保護措施和數量長度，抗浮力保護措施的類型位置和數量長度，管道陰極保護形式，管溝回填對鋼管的保護措施，以及陰保樁、里程樁、警示牌、轉角樁的位置數量等信息。

邊欄圖如下圖2-4，邊欄信息通常要包含角圖章，圖紙版本信息，引用的通用圖信息等。除此之外，各項目的要求不盡相同。本文采用中亞天然氣管道的施工圖作為參照進行描述，在這個項目的圖紙中，邊欄還要包括穿跨越表和平面轉角表。穿跨越表要依次詳細羅列在本張圖紙中管道穿越的河流、水渠、道路、鐵路、其他管道和高壓線的名稱、等級、規格、穿越點里程等信息，平面轉角表要計算本張圖紙中涉及平面轉角的編號、角度、位置和轉角的線性參數。

2.2施工過程中的主要變動

雖然線路施工圖是管道施工的指導藍圖，是施工的依據，但是因為各種主客觀因素的影響，施工過程中并不能做到與圖紙完全的一致，總會發生一定的變動。比如有的項目批復或施工周期太長，在施工階段發生因城市規劃變更城市土地征用導致的管道無法按照施工圖設計走向開工，不得不進行線路的水平走向變更，這會影響線路平面圖的繪制;比如在施工過程中為了開辟可運行施工機械的作業帶，對山體進行的大規模切削土石方，地貌恢復并不能恢復山體原狀，比如在偏遠地區，為了便于運營單位未來對管道的管理和維護，對地形地貌進行了道路化修整，不能與施工前地貌一致，這些都會導致地面線的變化;比如在開挖土石方量和冷彎管制造的成本核算策略中，在滿足設計標準的前提下進行一定冷彎管數量和埋深位置的變更，比如冷彎管和熱煨彎頭的使用比選中，在滿足設計要求的前提下進行互相替代的變更，這些都會影響線路縱斷面圖的繪制;比如在施工階段管道途徑區域對比測量階段道路河流水渠數量、等級、寬度的變化，進而影響管道的穿越形式、穿越長度、深度和保護措施等。另外在實際施工中還會對某些測量的信息進行修正。這些都會影響圖紙邊欄的標注;而以上這些內容的變更最終都會影響圖紙信息欄數據的計算。

2.3竣工圖的編制依據

線路施工圖是以設計階段的測量信息為依據進行計算和繪制的，那么竣工圖則應該是以管道施工完畢，管溝回填地貌恢復后的測量信息為依據進行繪制。竣工圖的框架仍以施工圖為模板，只對所有設計信息進行更新，以便將最準確的管道現行狀態提供給運行單位，保障運行和維護工作的開展。如線路發生改線引起管道平面走向的變更、水平長度的增減，則將受到影響的施工圖全都提取出來重新繪制平面圖，在原施工圖紙編號不改變的前提下，如水平長度增加，可將增加段安插在受影響的兩張相鄰施工圖中間，單獨命名繪制;如水平長度減少，可刪減受影響區段的圖紙;這樣能保證不影響到改線段前后未被波及線路段的竣工圖繪制。管道的縱斷面圖應以鋼管每道焊口的坐標信息為依據進行繪制，注意坐標采集時一定要是包含海拔高度在內的三維坐標，這樣才能明確地面線以及管道頂部在地面以下的位置。以鋼管焊口坐標為依據繪制縱斷面圖，解決了土石方開挖、彎管替換、穿越變化等因素造成的管線位置變化問題。地面線按照焊口頂部的地表坐標進行繪制，這就解決了因施工切削方、道路修整、地貌恢復等因素造成的地面線變化問題。施工信息欄、穿越信息欄和平面轉角信息按照測量情況重新計算，重新進行標注。

三、竣工圖編制方法研究

3.1編制基礎信息表格

線路竣工圖以完工后的測量信息為依據，同時以施工圖為模板進行繪制，因而首先需要明確每張圖紙需要的測量信息，并以單張圖為單位編制一個需求表，提交給相關單位進行現場測量。

需求表如下圖3-1，內容為焊口編號，該焊口編號的水平坐標、海拔高度，焊口上方地表面的海拔高度，以及鋼管的埋深。

3.2計算竣工圖更新數據

有了相關單位的測量數據，這還遠遠不夠，測量數據只是竣工圖繪制依據，實際繪制的過程中，我們還需要編制更精確的excel表格，進行填充和完善。每張圖紙對應一個excel表格，按照圖號進行命名。如下圖圖3-2

竣工圖表格分兩大部分內容，一部分是測量出來的數據，包括管徑、壁厚、單根鋼管長度、焊口編號、水平長度、以及焊口的三維坐標、地面坐標等。這些從圖3-1的表格中得到，我們直接復制粘貼到下圖圖3-3中。

竣工圖表的另一部分內容是計算內容，以測量的內容為依據進行計算。因為最終這些數據要體現在AUTOCAD圖紙中，所以我們要將測量數據和計算內容針對相應的CAD圖紙進行優化。將圖紙中的所有焊口坐標進行列表，每個坐標是一個點，所有點連接起來就是管道的理論形狀。同理地面線也如此。考慮到在每張施工圖中并不會按照管道的真實坐標進行排版（這個無法實現，因為施工圖不可能與施工現場1：1的比例繪制，即便平面圖按照真實坐標進行排版，縱斷面圖和平面圖在同一張圖紙里面，也無法對應真實坐標），因而我們需要將測量而來的坐標通過計算轉換成CAD中的坐標。

首先我們要在CAD圖紙上找到一個點，比如縱斷面圖框的左下角A點（如圖3-4），將A點在本張CAD中的坐標作為定位點，如圖3-5中第二、三行分別為A點在這張CAD圖紙中的XY坐標（129，195）。看圖3-4可知，A點的X坐標同時是管線起點B和地面線起點C的X坐標，接下來我們需要確定B和C點的Y坐標，從圖中可以看出，兩個點的Y坐標分別是對應該點管線和地面線的地面標高（即來自于圖3-3的“Z”列和“地面標高”列的數據）。

如下圖3-5中，P列為單根鋼管長度按照圖紙比例縮放后在該CAD圖紙上所占的長度（圖紙比例尺參加圖3-6），Q和R列分別為每條焊縫的X和Y坐標。

P列第一個數據是管道在這張圖紙上的起點，所以為0。第一道焊口之后為第二根鋼管，參見圖3-3第二根鋼管的長度為6.21m，折合在CAD的長度為6210mm，由圖3-6可知橫向比例為1：2000，則鋼管在CAD中的長度應為： ，由此得出P列第二個數據為3.11。該列余下的數據算法同理。

Q列第一個數據是B點的X坐標，同A點為129，第二個點應為第二道焊縫，其X坐標應為第一道焊縫坐標加上第二根鋼管長度，即 。該列余下的數據算法同理。

R列第一個數據是B點的Y坐標，需要進行計算。參見圖3-6，在圖紙上縱向比例尺為1：200，通過計算可以得出每1米在圖紙上對應的長度為 。參見圖3-4，A點的Y坐標195對應的海拔高度為540m，參加圖3-3，B點的海拔高度為559.17m，由上可以計算得出B點的Y坐標為 。由此得出R列的第一個數據為290.85。該列余下的數據算法同理。

S列數據即為將每道焊縫的XY坐標（對應的Q列和R列數據）放在一起，以便在CAD中畫圖時使用，如第一道焊縫在CAD圖紙中的坐標為（129，290.85），之后每一道焊縫的數據獲取方法同上。

T列數據為每一道焊縫對應地表的XY坐標。X坐標同焊縫一致，即為Q列數據。Y坐標的計算方法同R列的計算方法相同，其海拔高度數據來自于圖3-3中“地面標高”一列。

3.3數據導入竣工圖紙

竣工圖繪制的最后一步是將計算數據導入到CAD圖紙中。在以施工圖為模板編制竣工圖的過程中，圖紙需要更新的內容不會完全相同，每張圖紙一定需要修改的內容是地面線位置、管線位置、地面標高數據、管頂標高數據、埋深數據。而在第二章第2節中涉及的其他改變內容并非普遍存在，只會在某些圖紙中單獨出現，這些單獨出現的問題，只需要把相應圖紙參照施工后測量信息修改即可。因修改不具備共性，修改數量不多，且不存在特別的難度，因而在此不再贅述。只提醒注意修改的內容分布在管道圖、施工信息欄和邊欄三部分中，修改時要仔細，不要漏過圖紙的任何一部分。

管線和地面線的繪制來自于圖3-5，每張圖紙對應管道的所有焊口和頂部地面坐標均已摘出，分布于S列和T列中，導入CAD時只需復制整列數據，使用“畫多段線”命令，然后將數據粘貼到命令欄即可在CAD圖紙中繪制地面線和管線。

接下來是三行數據以及每個數據所在位置的小豎線在施工信息欄的標注。

在CAD中畫線段的命令串順序如下：line→起點坐標→終點坐標→確認，因而我們直接在表格中設置cad的命令信息，如圖3-7中的X列信息，第一行為line命令，第二行為小豎線的起點坐標，第三行為小豎線的終點坐標，第四行空格，完成該條豎線的繪制命令串。接下來兩行無效命令后，開始第二個數據對應豎線的繪制。操作的過程中只需要復制圖3-7中X列的數據（從line開始），然后在cad命令欄粘貼即可。

圖3-7中Z列和AB列的數據設置同上，繪制方法同上。

在CAD中輸入文字的命令串如下：dtext→文字輸入的位置→字體大小→字體翻轉角度→輸入文字的內容→確認。在圖3-7中Y列的每行內容對應CAD每一步的命令。將數據導入CAD圖紙的方法也同上。

圖3-7中AA列和AC列的數據設置同上，繪制方法同上。

在此需要說明的圖3-7中數字的來源。X列第一行數據即為點D（參見圖3-8）的坐標（164.43，128），因小豎線的長度設計為2，所以第二行數據的X坐標同上，Y坐標為D點的Y坐標+2，即為（164.43，130）。該列每五行為一個命令循環，接下來往后的小豎線數據計算方法均同此理。

Z列和AB列的第一行數據則分別對應圖3-8中E點和F點的坐標。其他內容的計算方法同上。

Y 列的第一行數據為圖3-8中第一個數字的輸入位置，即在第一條小豎線的終點（164.43，130），第二行數據表示輸入文本尺寸設置為3，因CAD數字輸入默認為橫向，我們需要的數字是豎向，所以接下來第三行數據意為翻轉90°，第四行數據為該位置的數字文本為555.47。該列數據同樣每五行為一個命令循環，接下來往后的數字輸入方法均同此理。

AA列和AC列的內容同上。

四、結論

一份施工圖從設計單位編制完成到交付施工單位，再到施工單位完成施工任務的過程中，難免會遇到因原材料、工期、氣候、使用功能、施工技術等各種因素的制約而發生變更、修改，工程竣工后工程實況必然會存在多多少少與施工圖紙的不符，如果施工圖沒有進行嚴格審查，只修改圖號等基礎信息便草草歸檔，勢必給工程的維修、改建、擴建、城市規劃等帶來嚴重隱患。因此工程竣工以后，必須依據有關設計變更文件、工程談判記錄、工程復測數據等有效文件對圖紙進行重新繪制，使竣工后的工程實體與竣工圖紙保持一致。

因為每張線路施工圖紙是定長的，連續的圖紙示意的是里程連續的管道，這種特殊性導致竣工圖一般以施工圖為模板進行繪制，而不能完全重新編制。這樣的繪制方式保證了圖框和圖紙信息的完整性，在竣工圖繪制過程中只需要修改施工發生變化的內容即可。文中本人針對油氣長輸管道施工圖和竣工圖的異同進行了比較，對管道施工過程中的變動進行了分析，對修改內容進行了總結，并對繪制方法進行了一定的研究和介紹，主要目的是探索在保證竣工圖精確度的前提下如何實現最簡單最省時的繪制。如有不妥之處，請多多指正。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國建設部.建設工程文件歸檔規范[Z].2014-7-13.

[2] 國家基本建設委員會.關于編制基本建設竣工圖的幾項暫行規定[Z].1982-2-8.

作者簡介：

李曉峰（1986.04-），男（漢族），山東萊西人，工程師，工學學士學位，南開大學工程管理碩士在讀，目前就職于中國石油管道局工程有限公司東南亞項目經理部。