排水管道位置探測與結構檢測一體化技術分析

摘 要：目前，各地在推進管道普查探測和結構檢測評估工作時，都是將這兩項工作分離，不便于管道基礎數據與養護數據的統一管理與更新。通過分析市政排水管道的位置探測技術及結構檢測評估技術現狀，提出了排水管道位置探測與結構檢測一體化技術及工作流程，是地下排水管道一體化管養信息系統一次性形成的技術途徑。

關鍵詞：排水管道；位置探測；結構檢測；一體化；排水管道管養信息系統

目前，全國各地陸續進行了城市地下管線普查、探測工作，推進地下管線信息化管理，管線管理及相關技術迅速發展；但在城市建設長期以來“重地上、輕地下”、“重建輕養”的背景下，地下管線管理仍滯后于城市建設發展水平，地下管線施工、維護過程中各類事故層出不窮，損失巨大，致使地下管線的維護與城市高速發展間的矛盾及問題日益尖銳和凸出，在施工和運營過程中，管道破壞和變形的情況時有發生。對于市政排水管道而言，管線的安裝質量、防腐和養護方法相對落后、不完善，管道淤積、堵塞、腐蝕、滲漏、破壞和變形現象不能被及時發現，暴雨來襲，雨水不能及時排除，大城市屢成澤國，很多特大城市幾乎逢雨便淹，教訓深刻。但目前各地在推進管道普查探測和結構檢測評估工作時，都是將這兩項工作分離或含糊掩蓋結構檢測，不便于管道基礎數據與養護數據的統一管理與更新，亟需研究管道位置探測與結構檢測一體化技術。

1 排水管道位置探測技術現狀

排水管道位置探測主要有傳統方法調查和現代物探方法。傳統方法主要是通過直接開井量測的辦法，或局部開挖或釬探，管徑較大時也可采取人工潛水調查。諸多無檢查井、井蓋被埋、走向復雜、雨污混接、亂接錯接的管段，隱蔽性強、探查困難，就必須采用現代物探方法進行探測。目前用于排水管道探測的物探方法主要有金屬管線儀、地質雷達、高密度電法、磁法等多種技術。金屬管線儀探測方法主要有直接法、感應法和示蹤法，但金屬排水管應用較少，因此，目前排水管道位置探測技術的開發與研究主要集中在非金屬排水管的探測技術方面。

對于非金屬排水管，由于其既不導電也不導磁，金屬管線儀對其無能為力，目前主要應用地質雷達法、高密度電法、人工地震法。地質雷達勘探是以地下不同介質的介電常數差異為基礎的一種物探方法。它通過發射天線向地下發射高頻電磁脈沖，此脈沖在向地下傳播過程中，遇到地層內的物體及地層的介電常數變化界面時會產生反射波，反射波傳播回地表后被接收天線所接收，并將其傳人主機進行記錄，經過資料的后處理，進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（排水管渠的探測方法綜述）。另外，對于鋼筋混凝土結構的排水管道，可以用磁法進行探測。磁法探測是通過磁測儀在地面觀測鐵質管道的磁場分布，來發現鐵質管道并推算管道的埋深。但不適用于地下鐵磁質物體很多、復雜的環境。但通過磁法探測被埋的井蓋，其效果較好。高密度電法是通過陣列探測地下介質的電阻率分布，在高阻區中解析、推斷低阻區，對有相同特征規律的幾個斷面中的低阻區連線分辨出管線的走向和深度，達到探測管道的目的。人工地震法基本原理是利用地下介質的波阻抗值差異，當地下不同介質界面兩側的彈性波速度和波阻抗差越大時，地震波法探測的效果就越好。在地下傳播的地震波遇到不同彈性介質的分界面時，會產生反射、折射和透射，分析研究地震波中的時間、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 排水管道結構檢測評估技術現狀

排水管道的養護很長一段時間內被忽視。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，教訓深刻，才逐漸認識到對排水管道養護的重要性。對既有排水管道結構進行檢測和評估，有針對性地進行修復、維護，是保障排水管道正常運行的重要手段。為最大限度的能夠發揮出既有排水管道的排水功能，延長地下管道的使用壽命，必須定期對管道的結構狀況進行檢測和評估，作為管道養護和修復的依據。傳統的人工入管檢查方法受到管徑、作業條件等限制，檢查效果差、成本高。近年來，國內引進了相關的管道內窺檢測技術得到了較快發展，為廣泛、全面對排水管道進行結構檢測評估提供了有力的技術手段。

管道內窺檢測技術主要有管道潛望鏡（QV）和管道閉路電視系統（CCTV）兩種，管道潛望鏡由于設備的局限，主要用于觀察管道是否存在嚴重的堵塞、錯口和滲漏等，不易發現內部的結構病害及缺陷；CCTV檢測方法是通過閉路電視錄像的形式，將攝像設備置于排水管道內，拍攝影響數據傳至計算機后，在終端電視屏幕上直觀顯示和影響記錄存儲的圖像通信檢測系統，能準確檢測出管道結構狀況和功能狀況，是國際上用于管道狀況檢測最為先進和有效的手段，已廣泛的應用于舊管道狀況普查中，為管道修復方案的科學決策、管道日常養護提供了有力的幫助。2012年12月1日，《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》（CJJ 181-2012）開始實施，統一了CCTV檢測技術的要求、評估方法等。

3 排水管道位置探測與結構檢測一體化技術及流程

經過上述分析，目前各地在陸續推動排水管道普查探測和結構檢測評估工作，但都是將這兩項工作分離或含糊掩蓋結構檢測。對于排水管道而言，其位置探測成果和結構技術狀況都是基礎數據，工作的分離造成了目前諸多地下管線信息管理系統中只有位置探測成果或零散的結構檢測結果，未能形成全面的地下管線管養系統，阻礙了數字城市和智慧管線的發展。為此，經過實踐和技術分析研究，提出了排水管道位置探測與結構檢測一體化的技術構想，最終形成建立管道一體化管養信息系統。

排水管道位置探測與結構檢測一體化的技術構想的基礎有兩個方面：其一，這兩項工作有時可以互相印證，管道檢測時可對探測結果進行復核、驗證，探測時諸多地表現象、埋深等也可以間接反映管道結構的技術狀況，兩者工作能相互印證，因此，將兩項工作合并成一體化不是簡單的工作合并，而是達到現場工作的最優和效果最好的手段。其二，將這兩項工作合并成一體檢測，對于形成全面的地下排水管道的管養系統是有力保證，是地下排水管道一體化管養信息系統一次性形成的技術途徑。

經過部分項目的實踐，形成排水管道位置探測與結構檢測一體化工作流程如圖1所示。

4 結束語

智慧管線是智慧城市建設的重要組成部分，建立排水管道一體化管養信息系統是智慧排水基礎性工作，推行和試點排水管道位置探測與結構檢測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及結構檢測評估本身均是涉及多學科、多專業的綜合性和技術性很強的系統工程，其一體化工作尚待在實踐中不斷完善。建立排水管道一體化管養信息系統后，須實施動態跟蹤管理，為排水管道的規劃設計、安全運行和管理提供技術和決策依據，在管道維護、搶修搶險中發揮重要作用。

參考文獻

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