雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)

辛 博，梁洪偉，于根壯，秦 濤，王國(guó)鑫

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華東分公司，上海 200135）

城市污水排放是城市建設(shè)中非常重要的問(wèn)題，特別是在城市快速更新的現(xiàn)在，以往的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)由于對(duì)管網(wǎng)施工安全等級(jí)劃分得過(guò)于粗糙，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)效果較差，以往的雨污分流管網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需求。因此，在上述情況下，對(duì)城市地下管網(wǎng)的布設(shè)進(jìn)行分析，將其作為施工過(guò)程中的依據(jù)。城市地下雨污分流管網(wǎng)關(guān)系城市的公共安全，為此，對(duì)雨污分流管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)非常重要。過(guò)往的監(jiān)測(cè)技術(shù)多半是利用聲學(xué)原理，這種監(jiān)測(cè)技術(shù)會(huì)耗費(fèi)大量的人力和物力，而且很容易出現(xiàn)監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤的情況，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)成本的增加。因此，本文提出了雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠全方位、多角度對(duì)雨污分流管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，降低運(yùn)營(yíng)的成本，保證城市安全。

1 雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1 雨污分流管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)采集

為了保證雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，需要對(duì)雨污分流管網(wǎng)施工過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)采集。如圖1 所示，采集雨污分流管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行全面、多角度的分析，保證數(shù)據(jù)采集的完整性和全面性。在雨污分流管網(wǎng)安全監(jiān)控網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將需要采集的數(shù)據(jù)分為幾大模塊，首先是將管網(wǎng)監(jiān)控中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，掌控管網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。其次，要對(duì)管網(wǎng)監(jiān)控的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，一旦監(jiān)控的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并采取相關(guān)措施進(jìn)行補(bǔ)救。另外，通過(guò)采集異常數(shù)據(jù)，明確管網(wǎng)當(dāng)前的工作狀態(tài)。將上述數(shù)據(jù)采集完畢后，將其輸入到風(fēng)險(xiǎn)采集數(shù)據(jù)庫(kù)中，為之后的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分打下基礎(chǔ)。至此，雨污分流管網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)采集完成。

圖1 雨污分流管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)采集

1.2 劃分管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

對(duì)雨污分流管網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)采集之后，就可以將管網(wǎng)在施工過(guò)程中出現(xiàn)的安全問(wèn)題進(jìn)行劃分，根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)采取不同的應(yīng)對(duì)措施，保證管網(wǎng)施工工程的正常進(jìn)行。部分管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分情況如表1 所示。

表1 管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分 （單位：mm)

如表1 所示，在管網(wǎng)施工過(guò)程中，根據(jù)不同的施工項(xiàng)目，設(shè)置不同的指標(biāo)閾值。根據(jù)指標(biāo)的具體數(shù)值，劃分不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，方便在之后的操作中，更好地掌握該監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)情況，能夠及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的措施，降低管網(wǎng)施工的成本，加快施工工程的進(jìn)度。至此，完成了管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分。

1.3 實(shí)現(xiàn)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)

劃分好管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之后，就開(kāi)始實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)的智能監(jiān)測(cè)。首先，先在管網(wǎng)中設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用監(jiān)測(cè)儀器在管網(wǎng)的地表上進(jìn)行放樣處理，并做好標(biāo)記，在管網(wǎng)軸線的上方地表，設(shè)置橫向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)該地的地表沉陷情況。該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置示意圖如圖2 所示。

圖2 管網(wǎng)地表沉陷監(jiān)測(cè)布置斷面圖

對(duì)地表沉陷的監(jiān)測(cè)應(yīng)當(dāng)從管網(wǎng)的單個(gè)管道的軸線上方開(kāi)始，軸線為原點(diǎn)，進(jìn)行管網(wǎng)地表沉陷監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)。在布設(shè)過(guò)程中，對(duì)于45°范圍內(nèi)和45°范圍外的區(qū)域，要采取不同的布設(shè)方式，保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)管道的全面性。在實(shí)際布設(shè)過(guò)程中，盡量在監(jiān)測(cè)斷面上設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x。其次，在對(duì)拱頂下沉和底部隆起進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面布置示意圖如圖3 所示。

圖3 拱頂下沉、拱底隆起監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面布置示意圖

如圖3 所示，在設(shè)置拱頂下沉的監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其設(shè)在管道支撐的頂部位置，拱底隆起的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在管道底部的支撐位置。在實(shí)際的操作中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體位置和數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。在完成上述步驟后，就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)的狀態(tài)，對(duì)其中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估，保證施工的順利進(jìn)行。至此，雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)完成。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本文提出的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的效果，為驗(yàn)證監(jiān)測(cè)技術(shù)的效果好壞，本文以某城市的雨污分流管網(wǎng)為例，進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。在本次實(shí)驗(yàn)中，為保證實(shí)驗(yàn)的公平性，設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其中，本文提出的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)為實(shí)驗(yàn)組，基于大數(shù)據(jù)分析的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)為對(duì)照組1，基于BIM 的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)為對(duì)照組2。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

在本次實(shí)驗(yàn)中，分別對(duì)某城市雨污分流管網(wǎng)中的多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)比3 種技術(shù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，判定3 種監(jiān)測(cè)技術(shù)的好壞。其具體監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2 所示。

表2 3種監(jiān)測(cè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)指標(biāo) （單位：mm)

如表2 所示，對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，3 種監(jiān)測(cè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)值有所不同。和實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)值相比，實(shí)驗(yàn)組的監(jiān)測(cè)數(shù)值與其相差無(wú)幾，均在同一風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度較高。同時(shí)，從表2 中可以看出，實(shí)驗(yàn)組的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到了100%，對(duì)照組1、對(duì)照組2 的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率均在50%左右，和實(shí)驗(yàn)組相比存在較大差距。因此，本文提出的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率較高，在實(shí)際應(yīng)用中能夠更加準(zhǔn)確地判斷當(dāng)前管網(wǎng)施工的具體情況，對(duì)施工安全的風(fēng)險(xiǎn)能夠更好地掌握。

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出的雨污分流管網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)到管網(wǎng)施工中的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，減少對(duì)施工進(jìn)程的影響。同時(shí)，本文提出的檢測(cè)技術(shù)對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級(jí)劃分，在后續(xù)的管理和工程中，能夠以此作為基礎(chǔ)，快速解決施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。此外，通過(guò)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，在很大程度上掌控了當(dāng)前工程的狀態(tài)，對(duì)于突發(fā)問(wèn)題能夠得到快速解決。不過(guò)，本文提出的監(jiān)測(cè)技術(shù)還存在一定的缺陷，但對(duì)相關(guān)行業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義。