工程测量在管道初步设计中的应用

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1、工程测量在管道初步设计中的应用江斌（中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司勘察事业部）摘要 在管道建设中，工程 测量工作 发挥着非常重要的作用。近年随着航空摄影测量、遥感测量、全球定位系统、地理信息系 统等各种新兴测绘 技术的应用，常 规测量手段逐 渐淡出管道测量。本文介绍了工程测量在管道初步设计中的实际应用，详细 介绍了管道初步设计阶段的工程测量作业流程及相关应注意的问题。关键词 工程测量 管道测量 控制测量1 引言工 程 测 量 是 研 究 地 球 空 间 中 具 体 几 何 实 体 的 测 量 描 绘 和 抽 象 几 何 实 体 的 测 设 实 现 的理 论 、 方 法 和 技 术

2、的 一 门 应 用 性 学 科 。 在测绘界，人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量，它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。可以这样说，没有测量工作为工程建设提供数据和图纸，并及时与之配合和进行指挥，任何工程建设都无法进展和完成。在管道建设中，工程测量工作发挥着非常重要的作用。近几年随着航空摄影测量、遥感测量（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等各种新兴测绘技术的应用，常规测量手段逐渐淡出管道测量的初步设计阶段。本文将就工程测量在管道初步设计中的一些方法步骤进行讨论。2 工程测量工 程 测 量 按 其 工 作 顺

3、 序 和 性 质 分 为 ： 勘 测 设 计 阶 段 的 工 程 控 制 测 量 和 地 形 测 量 ； 施工 阶 段 的 施 工 测 量 和 设 备 安 装 测 量 ； 竣 工 和 管 理 阶 段 的 竣 工 测 量 、 变 形 观 测 及 维 修 养 护测 量 等 。 按 行 业 划 分 成 ： 线 路 (管 道 、 铁 路 、 公 路 等 )工 程 测 量 、 水 利 工 程 测 量 、 桥隧 工 程 测 量 、 建 筑 工 程 测 量 、 矿 山 测 量 、 海 洋 工 程 测 量 、 军 事 工 程 测 量 、 3 维 工 业 测量 等 。 因 此 ， 工 程 测 量 遍 布 国 民

4、 经 济 建 设 和 国 防 建 设 的 各 部 门 和 各 个 方 面 。初 步 设 计 阶 段 的 工 程 测 量 主 要 包 括 控 制 测 量 、 地 形 图 测 量 等 。 本 阶 段 的 控 制 测 量主 要 为 局 部 控 制 测 量 ， 如 穿 跨 越 测 量 的 控 制 测 量 、 站 址 测 量 的 控 制 测 量 或 者 局 部 复 杂 地段 地 形 图 测 量 的 控 制 测 量 等 。 初 步 设 计 阶 段 的 地 形 图 测 量 包 括 穿 跨 越 测 量 、 站 址 测 量 、局 部 复 杂 地 段 地 形 图 测 量 。3 管道测量管 道 测 量 是 管 道

5、建 设 过 程 中 不 可 缺 少 的 部 分 。 它 包 括 初 步 设 计 阶 段 、 施 工 图 阶 段 、竣 工 阶 段 以 及 后 期 维 护 阶 段 测 量 几 个 部 分 。 根 据 管 道 测 量 相 关 规 范 要 求 ， 初 步 设 计阶 段 测 量 主 要 包 括 线 路 定 线 、 控 制 测 量 、 穿 跨 越 测 量 、 站 址 测 量 及 局 部 复 杂 地 段 地 形 图测 量 。3.1 线路定线为 满 足 初 步 设 计 的 需 要 ， 勘 测 前 收 集 沿 线 可 供 利 用 的 各 种 比 例 尺 地 形 图 、 卫 星 遥 感图 像 、 航 测 像 片

6、 、 最 新 交 通 图 、 国 家 或 有 关 部 门 设 立 的 三 角 点 、 GPS 点 、 导 线 点 、水 准 点 等 资 料 。线 路 定 线 过 程 中 ， 测 量 人 员 配 合 设 计 人 员 ， 根 据 任 务 书 和 工 程 可 行 性 报 告 书 拟 定的 线 路 方 案 ， 在 地 形 图 或 遥 感 图 像 上 进 行 图 上 选 线 。 进 过 各 线 路 方 案 的 初 步 比 选 ， 提出 踏 勘 方 案 并 进 行 现 场 调 查 落 实 。 具 体 作 业 步 骤 如 下 ：1) 在 可 研 阶 段 确 定 的 线 路 宏 观 走 向 方 案 基 础 上

7、 ， 结 合 遥 感 图 像 、 1： 2000 航测 图 或 1： 5 万 地 形 图 ， 以 及 地 方 政 府 对 线 路 的 核 准 意 见 进 行 局 部 线 路 优 化 ，把 拟 定 的 线 路 方 案 标 注 在 图 上 。2) 解 析 出 各 转 角 点 坐 标 ， 输 入 计 算 机 保 存 。3) 根 据 图 上 解 析 坐 标 ， 采 用 手 持 GPS 导 航 ， 结 合 现 场 实 际 情 况 定 桩 并 进 行 坐标 采 集 。4) 根 据 现 场 定 桩 采 集 的 坐 标 绘 制 线 路 走 向 图 。 线 路 走 向 示 意 图 的 绘 制 宽 度 为 图 上

8、距 离 15cm 以 上 ， 管 道 中 线 宜 绘 制 在 图 的 中 部 。 在 图 中 用 粗 线 绘 制 管 道 中 线 ，绘 制 中 线 折 点 桩 ， 并 标 注 桩 号 。 并 在 图 的 右 侧 绘 制 中 线 成 果 表 ， 中 线 成 果 表 包括 中 线 折 点 桩 桩 号 、 转 角 、 里 程 、 高 程 。3.2 控制测量初 步 设 计 阶 段 控 制 测 量 ， 不 进 行 全 线 线 路 控 制 测 量 ， 只 进 行 局 部 地 段 的 控 制 测 量 ，如 穿 跨 越 地 段 、 站 址 位 置 、 局 部 复 杂 地 段 等 。本 阶 段 的 平 面 控

9、制 和 高 程 控 制 可 同 时 进 行 。 平 面 控 制 采 用 光 电 测 距 导 线 测 量 进 行 ，其 主 要 技 术 要 求 应 符 合 长 距 离 输 油 输 气 管 道 测 量 规 范 中 的 相 关 规 定 。 水 平 角 、 距离 往 返 观 测 各 一 测 回 。 观 测 、 仪 器 高 读 数 至 毫 米 。控 制 测 量 也 可 以 采 用 GPS-RTK 测 量 方 法 进 行 。3.3 穿跨越测量需 要 单 独 进 行 穿 跨 越 测 量 的 有 大 中 型 河 流 、 沟 壑 、 铁 路 、 公 路 等 穿 （ 跨 ） 越 。穿 跨 越 测 量 具 体 测

10、图 范 围 及 比 例 尺 以 设 计 委 托 为 准 ， 对 于 委 托 没 有 列 出 范 围 的 ，执 行 以 下 标 准 ： 大 中 型 河 流 测 图 范 围 ： 宽 度 为 管 道 中 线 两 侧 各 100 m； 长 度 为 大 型河 流 堤 外 300m， 或 穿 越 桩 外 100m。 中 型 河 流 堤 外 200m， 或 穿 越 桩 外 50m。 对 于公 路 、 铁 路 、 沟 壑 等 测 图 范 围 ： 宽 度 为 管 道 中 线 两 侧 各 80m， 长 度 为 控 制 桩 外 50 m。公 路 、 铁 路 、 河 流 等 穿 跨 越 测 量 需 测 绘 出 线 路

11、 的 走 向 ， 地 下 管 线 的 走 向 以 及 电 力 线 、航 道 的 位 置 等 。 对 于 有 关 专 业 人 员 指 定 的 不 良 地 质 区 也 要 详 细 测 绘 。对 于 大 中 型 河 流 ， 还 需 要 进 行 水 域 地 形 测 量 。 进 行 水 域 地 形 测 量 时 需 要 注 意 以 下 几点 ：1) 水 域 地 形 测 量 的 平 面 和 高 程 系 统 应 与 该 地 区 的 陆 上 地 形 测 量 控 制 系 统 一 致 。 水下 地 貌 应 以 等 深 线 表 示 ， 等 高 距 与 陆 上 地 形 一 致 ， 二 者 应 互 相 衔 接 。2) 水

12、 面 高 的 测 量 应 及 时 获 取 ， 最 好 在 半 个 工 作 日 完 成 。 开 工 、 收 工 时 要 在 工 作 水域 的 上 下 游 及 两 岸 各 测 一 组 共 八 个 数 据 取 平 均 值 。3) 水 边 线 的 测 量 宜 在 尽 可 能 短 的 时 间 内 一 次 测 完 。4) 测 深 点 的 位 置 可 采 用 交 会 法 、 极 坐 标 法 、 断 面 索 法 、 平 板 仪 于 经 纬 仪 联 合 前 方交 会 法 、 GPS RTK 法 等 。5) 测 深 仪 器 可 采 用 测 深 仪 、 测 深 杆 或 测 深 锤 等 。3.4 站址及局部复杂地段地

13、形图测量管道项目建设中，由于线路较长或地势起伏较大，常常需要设置一些泵站、分输站或阀室，来满足管道建设的需要。有些管道测量中由于地形复杂或业主要求，需要进行局部复杂地段地形图测量。站址及局部复杂地段地形图测量，其基本技术要求相同。地形图的基本等高距、地形图的精度、地形点间距和视距长度，执行1：500 1：1000 1：2000 外业数字测图技术规程 （GB14912-2005）中的规定。地形点、地物点高程注记小数点后保留两位小数。在图中绘出管道（待建和已建）中线位置，并标注中线桩及固定桩位置及桩号。在图的右上方标注坐标真北方向，在图的四角处标注方格网十字格网坐标，单位以 km 计，保留小数点后

14、 2 位。站址及局部复杂地段地形图图幅按工程设计图纸规格绘制（不宜采用 0 号图纸规格） 。如果站场地形图的出图范围超出标准 1# 图幅范围，可采用地形测量专业标准分幅（50cm50cm） ，并填写结合表。在地形图的角图章上方绘制控制点成果表。对于采用地形测量专业标准分幅的站场，其成果表宜放在最后一张图纸右下角空白处或单独加一张图纸的右下角。4 应用近年管道建设进入一个新的高峰期，兰州-郑州-长沙郑州-抚顺成品油管道工程、西气东输管道二期工程、陕京三线输气管道工程、长庆油田至兰州和银川原油管道工程、长庆-呼和浩特原油管道工程等各种管道工程陆续进入建设或可研阶段。作为管道建设的排头兵，工程测量在

15、管道建设中起着非常重要的作用。由于测量仪器的更新，测绘技术的大幅提高，工程测量在管道建设中的作用发生了很大的变化，常规的测量手段逐渐弱化，先进的测量手段如航测、遥感、GIS 等逐渐发挥重要的作用。在长庆油田至兰州和银川原油管道工程初步设计阶段的建设，常规测量手段就发挥了极大的作用。下面就简要介绍一下该项目工程测量的流程。1) 在项目开始前，编写工程测量技术设计书，确定作业流程；2) 奔赴测量现场，配合设计人员进行选定线工作；3) 根据设计人员提供的委托，进行穿跨越、站址测量，在进行穿跨越、站址测量的同时进行局部控制测量；4) 进行全线控制测量，并与先前进行的局部控制进行联测；5) 线路折点桩的测量；6) 提交资料成果。5 结束语在管道建设中，工程测量对于管道建设起到很重要的作用。尤其是在管道初步设计阶段，常规测量手段还是发挥相当大的作用。虽然由于测绘高新技术的发展，常规测量手段在管道施工阶段以及后期维护阶段发挥作用越来越小，但并不是就能完全离开常规测量。比如施工测量阶段的线路折点测量、线路纵断面测量等等，还需要常规测量手段的介入。