特大城市中心城區地下管線數據維護方法探索

楊楓，汪楓，王水強，胡繞，孫斌

(1.上海勘察設計研究院(集團)有限公司，上海 200093； 2.上海市城鄉建設和交通發展研究院，上海 200032)

1 背 景

2014年，國務院辦公廳下發《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》。同年，住房和城鄉建設部、工業和信息化部、新聞出版廣電總局、國家安全局、國家能源局聯合下發《住房城鄉建設部等部門關于開展城市地下管線普查工作的通知》，為貫徹相關文件精神，結合本地實際情況，全國各地陸續開展城市地下管線普查工作。

管線普查工作獲取了大量的地下管線數據，隨著城市的不斷發展、更新，地下管線數據發生日新月異的變化。尤其對于特大城市的地下管線，其年更新量可能達到上千公里。如何通過數據維護的方式，保證管線數據的準確性、有效性、現勢性，使其能在相當長時間段內，仍可以作為城市地下空間規劃、建設的依據，是普查工作結束后應當正視的問題。

本文以上海市外環內中心城區為例，闡述了2016年～2018年上海市在中心城區進行的地下管線數據維護的方法探索。

2 概 況

上海市于20世紀90年代初即開始地下管線信息系統試點工作，自90年代末開始，部分行政區先后組織了地下綜合管線普查，建立了地下綜合管線信息系統。

2015年，上海市集中對外環內楊浦、虹口、靜安等行政區域進行地下管線普查工作。截至2016年4月，上海市中心城區地下管線保有量為2.6萬多公里。

2015年，上海市政府辦公廳印發《關于加強本市地下管線建設管理的實施意見》，明確提出“完善地下管線及管理相關的各類數據資源，并以此為基礎，建立數據動態維護工作機制……實現數據信息唯一性、準確性，”。

為了保證中心城區現有管線數據的準確性、有效性、現勢性，2016年5月，上海市開展中心城區地下管線數據維護工作，經過2016年～2018年三年時間的工作，共完成管線數據維護工作量約 3 000 km。

3 技術難題

上海市中心城區地下管線數據維護是國內首個特大城市中心城區的地下管線數據維護，由于無先期經驗可以借鑒，在工作開展過程中遭遇諸多技術難題。

(1)管線施工數量巨大、地點分散、工況各異，覆土前及時跟測難度大

上海市中心城區地下管線數據維護范圍涵蓋外環內楊浦、虹口、靜安、黃浦、徐匯、長寧、普陀、寶山(外環內區域)、閔行(外環內區域)以及浦東(內環內區域)，實施范圍面積約 570 km2。

經統計，上海市每年的管線新增及變動數量約為管線保有量的4%，以目前上海中心城區2.6萬公里地下管線保有量計算，每年新增、變動的地下管線數量約1 000 km。

如此大量的管線更新分布在中心城區的各個角落，涉及道路新建、道路翻修、新建排管、監控立桿、架空線入地等各類工程。如何保證在管線敷土前進行見管實測，盡可能提高管線數據的準確性，是地下管線數據維護工作的難點之一。

(2)后審批管線工程的及時跟測難度大，現場精確探測難度高

上海市對于掘路施工建立了完善的審批機制，但仍存在部分應急搶險工程，由于情況特殊，無法事先獲取掘路許可。對于此類未獲取掘路審批的管線工程，如管線搶修工程等。由于不能通過正規渠道提前獲取相關施工信息，無法事先得知施工地點、施工時間等具體信息，無法及時跟測，只能通過現場巡視發現或事后接到業主通知后采用儀器進行探測。由于應急搶修管線基本處于已覆土狀態，可能涉及燃氣、給水等各種管類、材質各異、且使用儀器進行探測易受周邊其他管線干擾影響，精確探測的難度較高。

(3)新敷設的非開挖管線因埋深大，無法見管實測，跟蹤維護及精確探測難度大

隨著城市地下空間資源的日益匱乏，在老城區進行管線新排越來越多地采用非開挖方法實施。在上海中心城區，信息等管線已基本采用非開挖方式進行鋪設，新鋪設的非開挖管線由于采用定向鉆工藝施工，埋深大，管線平面及深度變化范圍大，施工后無法進行見管實測，跟蹤測量無法實現，且常規管線探測儀器也無法對其進行有效探測，跟蹤維護及精確探測難度大。

(4)管線維護數據納入全市統一適用的信息基礎平臺難度大

與大面積管線普查數據不同，地下管線維護數據體量較小，不能采用普查數據批量入庫的方式，只能作為已有管線數據的補充。如何在大體量地下管線數據的基礎上實現更新管線數據的導入、接邊與數據庫更新，也是本次維護工作的難點。

(5)特大范圍、長周期管線數據維護工作實施與組織協調難度巨大

上海市中心城區地下管線數據維護覆蓋整個外環內10個行政區，區域特別廣，維護周期長，需跟測維護掘路施工數量巨大，涉及相關單位眾多，如何確保管線維護工作有序、高效、全覆蓋推進，項目組織、溝通協調與實施難度巨大。

4 創新工作方法

(1)采用自主研發的管線工程現場巡視移動系統，快速發現并及時上報和跟測

針對大范圍、長周期、數量巨大、地點分散的掘路工程的管線及時跟測難題，分片區對維護范圍進行專人巡視，并采用自主研發的管線工程現場巡視移動系統(圖1、圖2)。巡視系統可以實現施工信息的及時上報與分享，極大提升了巡視工作效率和管線跟測率。

圖1 現場巡視軟件 圖2 已發現施工現場標示

(2)采用多種綜合探測技術解決管線精確探測難題，提高管線維護成果數據準確度和精度

針對未能及時跟測、已覆土的種類繁多、材質各異的管線，采用多種綜合探測技術進行探測，并通過現場方法試驗選定最優采集參數，確保探測成果準確，如：采用電磁感應法對金屬管線和電纜等帶金屬骨架的管線進行探測；采用探地雷達法對非金屬管線進行探測，同時可對復雜、疑難區域的金屬管線進行復核探測；對于周圍近距離其他管線的干擾，采用降低激發裝置頻率或對目標管線進行低頻直接連接法激發等方式，來區分目標管線和其他管線。

(3)采用探測新技術解決新鋪設非開挖管線的維護難題

針對新鋪設的非開挖管線維護，項目采用了多項國際最新的探測新方法、新技術解決該類難題：如將國際領先的導向定位儀、三維管道陀螺定位系統儀應用于深埋電力、通信類非開挖管線的精確探測；將上海勘察設計研究院(集團)有限公司首創的井中磁梯度法應用于給水、燃氣等深埋非開挖金屬管線的精確探測(圖3)，均取得了良好的探測效果，大大提高了管線維護數據的準確度和精度。

圖3 寶山區XX路新建電力管線探測成果

(4)采用自主開發的“地下管網綜合信息管理系統”的數據編輯模塊，解決小體量、零散管線維護數據入庫、接邊的難題

相較于已有地下管線數據，更新維護數據分布分散且數據量較小，更新數據的入庫不可能采取整庫更新的方式進行。通過采用自主開發的“地下管網綜合信息管理系統”的數據編輯模塊(如圖4、圖5所示)，通過在原有普查數據庫和更新數據庫中設置不可變更的共同明顯點的方式，實現多批次、小體量零散管線數據的邏輯查錯、數據整合、接邊數據編號統一、數據庫生成與更新、數據庫導入導出等功能，確保管線維護數據按照全市統一適用的信息基礎平臺要求的數據格式及時入庫。

圖4 維護數據處理系統

圖5 中心城區維護數據(紅色線條)

(5)根據掘路執照開展管線維護的創新工作模式，解決管線維護工作中的溝通協調和高效全覆蓋推進難題，大幅提升管線維護效率和跟蹤測量比例

為了確保管線維護工作有序、高效、全覆蓋推進，解決項目實施過程中60余家相關單位的溝通協調難題，項目利用上海市外環內完善的掘路許可制度，創新性地提出以掘路執照為抓手，通過與各區市政署提前溝通，建立了通暢了掘路執照獲取渠道，及時掌握中心城區管線工程施工時間、地點等信息。借助現場巡視系統，確保在管線工程覆土前及時進行現場跟測，大大提高管線跟蹤測量率，確保了管線數據精度。

5 工作成效

通過三年的數據維護工作，地下管線跟測率逐年提升。2016年，上海市中心城區共審批管線相關掘路執照 1 196個，其中886個執照實現了現場跟蹤測量，跟測率74.08%，維護管線長度800余公里；2017年，中心城區管線相關掘路執照 1 260個，現場跟測 1 202個，跟測率提升至95.40%，維護管線長度 1 000余公里；2018年，中心城區管線相關掘路執照 1 569個，實時跟測 1 535個，跟測率高達97.83%，維護管線長度 1 000余公里，上海中心城區掘路執照跟測統計如表1所示。

上海中心城區掘路執照跟測統計 表1

跟測率的提升，不僅提升了地下管線數據精度，同時大大提升了地下管線數據的時效性。

6 結 論

上海市地下管線數據維護是國內首個特大城市中心城區的地下管線數據維護項目，三年時間共完成范圍內 2 800余公里新增、變動管線的跟蹤測量和數據入庫工作。在整個數據維護工作過程中，通過工作前期各方組織協調、工作中采用各種方法進行管線跟測與探測、工作后期的數據接邊與入庫，保證了項目的順利實施并取得了較好成果。

項目依托上海市中心城區完善健全的掘路審批制度、輔以現場巡視等手段，極大地提高了管線的跟測率，保證了地下管線維護數據的精度。

通過三年時間的探索，上海市已形成一套較為成熟的地下管線數據維護工作方法，通過實踐取得了較好的工作成效。