排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化技術(shù)分析

摘 要：目前，各地在推進(jìn)管道普查探測(cè)和結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估工作時(shí)，都是將這兩項(xiàng)工作分離，不便于管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與更新。通過分析市政排水管道的位置探測(cè)技術(shù)及結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估技術(shù)現(xiàn)狀，提出了排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化技術(shù)及工作流程，是地下排水管道一體化管養(yǎng)信息系統(tǒng)一次性形成的技術(shù)途徑。

關(guān)鍵詞：排水管道；位置探測(cè)；結(jié)構(gòu)檢測(cè)；一體化；排水管道管養(yǎng)信息系統(tǒng)

目前，全國各地陸續(xù)進(jìn)行了城市地下管線普查、探測(cè)工作，推進(jìn)地下管線信息化管理，管線管理及相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展；但在城市建設(shè)長(zhǎng)期以來“重地上、輕地下”、“重建輕養(yǎng)”的背景下，地下管線管理仍滯后于城市建設(shè)發(fā)展水平，地下管線施工、維護(hù)過程中各類事故層出不窮，損失巨大，致使地下管線的維護(hù)與城市高速發(fā)展間的矛盾及問題日益尖銳和凸出，在施工和運(yùn)營過程中，管道破壞和變形的情況時(shí)有發(fā)生。對(duì)于市政排水管道而言，管線的安裝質(zhì)量、防腐和養(yǎng)護(hù)方法相對(duì)落后、不完善，管道淤積、堵塞、腐蝕、滲漏、破壞和變形現(xiàn)象不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，暴雨來襲，雨水不能及時(shí)排除，大城市屢成澤國，很多特大城市幾乎逢雨便淹，教訓(xùn)深刻。但目前各地在推進(jìn)管道普查探測(cè)和結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估工作時(shí)，都是將這兩項(xiàng)工作分離或含糊掩蓋結(jié)構(gòu)檢測(cè)，不便于管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與更新，亟需研究管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化技術(shù)。

1 排水管道位置探測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

排水管道位置探測(cè)主要有傳統(tǒng)方法調(diào)查和現(xiàn)代物探方法。傳統(tǒng)方法主要是通過直接開井量測(cè)的辦法，或局部開挖或釬探，管徑較大時(shí)也可采取人工潛水調(diào)查。諸多無檢查井、井蓋被埋、走向復(fù)雜、雨污混接、亂接錯(cuò)接的管段，隱蔽性強(qiáng)、探查困難，就必須采用現(xiàn)代物探方法進(jìn)行探測(cè)。目前用于排水管道探測(cè)的物探方法主要有金屬管線儀、地質(zhì)雷達(dá)、高密度電法、磁法等多種技術(shù)。金屬管線儀探測(cè)方法主要有直接法、感應(yīng)法和示蹤法，但金屬排水管應(yīng)用較少，因此，目前排水管道位置探測(cè)技術(shù)的開發(fā)與研究主要集中在非金屬排水管的探測(cè)技術(shù)方面。

對(duì)于非金屬排水管，由于其既不導(dǎo)電也不導(dǎo)磁，金屬管線儀對(duì)其無能為力，目前主要應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)法、高密度電法、人工地震法。地質(zhì)雷達(dá)勘探是以地下不同介質(zhì)的介電常數(shù)差異為基礎(chǔ)的一種物探方法。它通過發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁脈沖，此脈沖在向地下傳播過程中，遇到地層內(nèi)的物體及地層的介電常數(shù)變化界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射波，反射波傳播回地表后被接收天線所接收，并將其傳人主機(jī)進(jìn)行記錄，經(jīng)過資料的后處理，進(jìn)行反演解釋便可得到地下地層或地下目的物的位置、分布范圍、埋深等參數(shù)（排水管渠的探測(cè)方法綜述）。另外，對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的排水管道，可以用磁法進(jìn)行探測(cè)。磁法探測(cè)是通過磁測(cè)儀在地面觀測(cè)鐵質(zhì)管道的磁場(chǎng)分布，來發(fā)現(xiàn)鐵質(zhì)管道并推算管道的埋深。但不適用于地下鐵磁質(zhì)物體很多、復(fù)雜的環(huán)境。但通過磁法探測(cè)被埋的井蓋，其效果較好。高密度電法是通過陣列探測(cè)地下介質(zhì)的電阻率分布，在高阻區(qū)中解析、推斷低阻區(qū)，對(duì)有相同特征規(guī)律的幾個(gè)斷面中的低阻區(qū)連線分辨出管線的走向和深度，達(dá)到探測(cè)管道的目的。人工地震法基本原理是利用地下介質(zhì)的波阻抗值差異，當(dāng)?shù)叵虏煌橘|(zhì)界面兩側(cè)的彈性波速度和波阻抗差越大時(shí)，地震波法探測(cè)的效果就越好。在地下傳播的地震波遇到不同彈性介質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射、折射和透射，分析研究地震波中的時(shí)間、速度、振幅、相位、頻率等的變化特征，類推斷地下管線的分布位置、走向等。

2 排水管道結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估技術(shù)現(xiàn)狀

排水管道的養(yǎng)護(hù)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被忽視。近年來，諸多排水管道的污水跑、冒、漏問題突出，暴雨來襲，諸多大城市屢成澤國，教訓(xùn)深刻，才逐漸認(rèn)識(shí)到對(duì)排水管道養(yǎng)護(hù)的重要性。對(duì)既有排水管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，有針對(duì)性地進(jìn)行修復(fù)、維護(hù)，是保障排水管道正常運(yùn)行的重要手段。為最大限度的能夠發(fā)揮出既有排水管道的排水功能，延長(zhǎng)地下管道的使用壽命，必須定期對(duì)管道的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，作為管道養(yǎng)護(hù)和修復(fù)的依據(jù)。傳統(tǒng)的人工入管檢查方法受到管徑、作業(yè)條件等限制，檢查效果差、成本高。近年來，國內(nèi)引進(jìn)了相關(guān)的管道內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)得到了較快發(fā)展，為廣泛、全面對(duì)排水管道進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估提供了有力的技術(shù)手段。

管道內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)主要有管道潛望鏡（QV）和管道閉路電視系統(tǒng)（CCTV）兩種，管道潛望鏡由于設(shè)備的局限，主要用于觀察管道是否存在嚴(yán)重的堵塞、錯(cuò)口和滲漏等，不易發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)病害及缺陷；CCTV檢測(cè)方法是通過閉路電視錄像的形式，將攝像設(shè)備置于排水管道內(nèi)，拍攝影響數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)后，在終端電視屏幕上直觀顯示和影響記錄存儲(chǔ)的圖像通信檢測(cè)系統(tǒng)，能準(zhǔn)確檢測(cè)出管道結(jié)構(gòu)狀況和功能狀況，是國際上用于管道狀況檢測(cè)最為先進(jìn)和有效的手段，已廣泛的應(yīng)用于舊管道狀況普查中，為管道修復(fù)方案的科學(xué)決策、管道日常養(yǎng)護(hù)提供了有力的幫助。2012年12月1日，《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（CJJ 181-2012）開始實(shí)施，統(tǒng)一了CCTV檢測(cè)技術(shù)的要求、評(píng)估方法等。

3 排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化技術(shù)及流程

經(jīng)過上述分析，目前各地在陸續(xù)推動(dòng)排水管道普查探測(cè)和結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估工作，但都是將這兩項(xiàng)工作分離或含糊掩蓋結(jié)構(gòu)檢測(cè)。對(duì)于排水管道而言，其位置探測(cè)成果和結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況都是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，工作的分離造成了目前諸多地下管線信息管理系統(tǒng)中只有位置探測(cè)成果或零散的結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果，未能形成全面的地下管線管養(yǎng)系統(tǒng)，阻礙了數(shù)字城市和智慧管線的發(fā)展。為此，經(jīng)過實(shí)踐和技術(shù)分析研究，提出了排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化的技術(shù)構(gòu)想，最終形成建立管道一體化管養(yǎng)信息系統(tǒng)。

排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化的技術(shù)構(gòu)想的基礎(chǔ)有兩個(gè)方面：其一，這兩項(xiàng)工作有時(shí)可以互相印證，管道檢測(cè)時(shí)可對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行復(fù)核、驗(yàn)證，探測(cè)時(shí)諸多地表現(xiàn)象、埋深等也可以間接反映管道結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況，兩者工作能相互印證，因此，將兩項(xiàng)工作合并成一體化不是簡(jiǎn)單的工作合并，而是達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)工作的最優(yōu)和效果最好的手段。其二，將這兩項(xiàng)工作合并成一體檢測(cè)，對(duì)于形成全面的地下排水管道的管養(yǎng)系統(tǒng)是有力保證，是地下排水管道一體化管養(yǎng)信息系統(tǒng)一次性形成的技術(shù)途徑。

經(jīng)過部分項(xiàng)目的實(shí)踐，形成排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化工作流程如圖1所示。

4 結(jié)束語

智慧管線是智慧城市建設(shè)的重要組成部分，建立排水管道一體化管養(yǎng)信息系統(tǒng)是智慧排水基礎(chǔ)性工作，推行和試點(diǎn)排水管道位置探測(cè)與結(jié)構(gòu)檢測(cè)一體化工作具有良好的效果和廣闊的前景。但由于地下管線探測(cè)及結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估本身均是涉及多學(xué)科、多專業(yè)的綜合性和技術(shù)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，其一體化工作尚待在實(shí)踐中不斷完善。建立排水管道一體化管養(yǎng)信息系統(tǒng)后，須實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤管理，為排水管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全運(yùn)行和管理提供技術(shù)和決策依據(jù)，在管道維護(hù)、搶修搶險(xiǎn)中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

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