长输管道工程勘察技术创新战略 7页

　　长输管道工程勘察技术创新战略　【摘要】全球高新技术的飞速发展和中国管道建设的又一个高潮的到来，对长输管道的工程勘察也提出了更高的要求，将先进技术引入中国长输管道工程勘察行业是社会发展的必然。文章论述了根据长输管道勘察行业的不同特点，提出了采取开拓型、防卫型或填空隙战略，在卫星遥感技术、数字摄影测量技术、激光扫描测绘技术、新型工程物探、原位测试和工程钻探技术、地质灾害评价技术、地震安全性评价技术、特殊性岩土的工程处理措施等方面实现创新的途径。　　【关键词】长输管道；工程勘察；技术创新一、长输油气管道工程勘察概况　　管道运输是国民经济\n综合运输的重要组成部分之一，也是衡量一个国家的能源与运输业是否发达的特征之一。管道运输多用来输送流体，如原油、成品油、天然气及固体煤浆等。它与其它运输方式（铁路、公路、航运、航空）相比，主要区别在于驱动流体的输送工具是静止不动的泵机组、压缩机组和管道。泵机组和压缩机组给流体以压能，使其沿管道连续不断地向前流动，直至输到指定地点。管道运输具有运输量大、运费低、自动化程度高、占地少、安全环保等优点，通过长距离、大管径的管道输送石油天然气已经成为一种通行的做法。在全世界已有各种长输管道200多万公里。我国长输管道起步较晚，但发展较快，已拥有各种长输管道3万多公里。　　我国的工程勘察是建国初期按照前苏联模式建立起来的，包括工程测量、水文地质勘察、工程地质勘察3个专业。我国的长输管道工程勘察是自20世纪50年代开始随着管道建设的兴起而逐渐发展起来的，相对于建筑、水电、铁路等工程勘察有其特殊性。20世纪70年代初，中国东部地区油田生产进入旺盛时期。为了保证大庆油田和渤海湾地区油田原油生产外运，1970年8月3日，国家批准了陆续建设大庆到铁岭、铁岭到大连、铁岭到北京石楼等长距离的输油管道。这些管道途经黑龙江、吉林、辽宁、河北、北京5省市，命名为“八三工程”。1973年5月，成立了东北输油管线指挥部设计研究\n所，下设勘测队。1975年2月，勘测队成建制从东北沈阳迁入廊坊，归管道局设计处，1975年6月27日成立中国石油天然气管道勘察设计研究院，下设勘察大队。自此，伴随着中国石油天然气管道局的建立，长输管道专业化勘察单位也同时成立了，三十多年来，承担并完成了国内大部分的长输管道勘察任务。2001年12月27日，改制成为中油四维工程勘察有限公司，隶属于中国石油天然气管道局。　　随着国内长输管道市场需求的不断扩大，许多勘察设计单位涉足长输管道领域。目前，国内已有70余家设计院或公司具有管道勘察设计资质。我国加入和Landsat7ETM+、法国SPOT-1、2、4卫星等多种卫星数据以及多元影像数据的融合成果，为多项国内外管道工程服务，并将进一步利用卫星成像雷达数据，包括加拿大radarsat1、欧洲ers1，2、日本jers、以及高分辨率商用卫星数据，像iknors卫星，以及法国2002年5月发射的SPOT-5等。并通过多元影像数据融合提供所需的相应比例尺的遥感影像图。结合全球卫星定位技术（GPS），和各种图像融合技术，可以提供不同用途、不同比例尺的影像图，可以提供1：5万、1：2万、甚至1：1万的大比例尺高精度影像地图。　　计算机技术的发展，已经使人们把影像处理从工作站或小型机移植到个人电脑（PC）上运行。　　通过个人电脑在因特网上快速获取最清晰的卫星影像，表明实现基于遥感技术的勘测、设计工作的基础条件已经具备，研究出一套全新的基于遥感（RS）、卫星定位系统（GPS）、地理信息系统(GIS)的长输管道选定线及勘察工作方法\n，这将使管道工程勘测技术达到一个新的高度和水平。　　(二)地形测量技术　　地形测量技术的发展主要包括全站仪数字成图、摄影测量、激光扫描测绘和水下测绘等。　　1.全站仪数字成图：目前国内采用的测图系统有全站仪电子平板测量系统和全站仪数字成图系统。全站仪电子平板测量系统装备有全站仪和便携机，在野外采集数据的同时编辑、成图。虽然数字成图技术已比较多的被采用，但其中编辑、修改的工作量都相当大，将之普遍用于大规模生产，效率上尚需有新的突破。　　2.摄影测量系统：在工程测量中，当测绘的面积较大或测区条件十分困难时（长输管道经常会遇到这种情况），应用摄影测量（包括航空摄影测量和地面摄影测量）技术进行地形测绘是一种合适的方法。DGPS技术应用于航摄导航控制使得航空摄影更具针对性。由于DGPS导航系统具有高精度的定点摄影功能，航摄的主动性很大，可以保证无需多余摄影。航摄过程中，可以自动记录并通过处理后内插出摄影瞬间投影中心的精确位置，并将他们纳入后续的空中三角测量中，从而大大减少外控点的数量。\n　　数字摄影测量从根本上改变了摄影测量对价格昂贵的专门测图仪器的依赖，是摄影测量领域的一次革命。基于微机的数字摄影测量系统目前可以高效率、高质量地完成自动定向、空中三角测量、自动数字地面模型生成、自动正射影像图制作和交互式数字测图等一系列作业。航空摄影测量是空间基础地理信息建设的重要组成部分，可以得到各种比例尺的黑白、天然彩色和彩红外等不同片种航摄图像，制作不同比例尺的地形图和影像图。　　3.激光扫描测绘：激光扫描测绘系统最近得到了广泛重视和迅速发展。机载激光扫描测绘系统可以视为由激光测距仪和GPS组合而成的空中全站仪，它主要由装在直升飞机上的一台激光扫描仪、一台惯性导航系统、一台GPS接收机和安置在地面参考点上的另一台GPS接收机组成。目前德国、美国等已先后推出商品化的机载激光扫描测绘系统。激光扫描测绘系统主要设计用于获取密集森林覆盖地区、沙漠地区、海岸地区的DTM，因为在这些地区常规测量和摄影测量都十分困难。同时，在森林覆盖地区，利用激光通过树顶和地面的两次反射，不仅可以测定地形，而且还可以测定树高。这些激光扫描测绘系统的测量分辨率可达平面坐标1.0m，高程坐标0.1m，能满足大比例尺测图和高精度DTM建立的需要。在一些发达国家，激光扫描测绘系统已得到比较广泛的应用。\n　　4.水下测绘：在工程测量中，经常需要测绘河流、码头的水下地形，水下测绘系统也有了较快的发展，实现了野外测绘到水下地形图绘制全过程自动化。主要由GPS接收机、自动水深仪、计算机、绘图设备和通讯设备组成，平面测绘精度取决于GPS的作业方式和接收机的性能，高程精度则与水深仪有关，这些测绘系统已在大比例尺水下地形测量实践中得到有效应用，西气东输南京长江穿越段水下地形图就利用了这样的测绘系统。开发海洋管道工程市场，水下地形测绘是一项需要重点解决的技术。　　(三)工程物探、原位测试和工程钻探技术　　有专家指出，岩土工程物探技术将出现一个大的飞跃，过去一直处于辅助手段地位的岩土工程物探技术，未来将在岩土工程勘探中出现以物探为主、钻探为辅的局面。　　工程物探是非破损探测技术，具有采样密度大、速度快、成本低、科技含量高、服务领域宽的特点。近年来，工程物探从单一的电法和电测深发展到涵盖物探的全部六大类方法，除一些传统的物探方法外，还开发出一些特有的方法技术。如探地雷达技术、基桩动测技术、电磁波和弹性波层析技术、面波勘探技术等。测试仪器也有了长足的进步。为适应工程需要，国内已研制出快速实时采集处理集硬件、软件功能于一体的多功能仪器和专用仪器，如S]．管道发展论文集，石油工业出版社，2004.\n　　[3]薛振奎．油气管道工程技术创新体系的建立[M]．管道人才论文集，石油工业出版社，2004