初探吹填工程排泥管線監測的措施

劉清華，張逸詩

（武漢長江航道救助打撈局，湖北 武漢 430014）

吹填是指挖泥船進行水下挖泥，并用泥泵將泥漿通過排泥管線輸送到擬填筑的泥場中的過程。按照排泥管線所在的位置，可以分為船端排泥管、水上浮管、水下沉管以及岸管四部分。根據疏浚與吹填工程施工規范，無論哪一部分管線出現問題，都將導致無法繼續施工[1]。若堵管、爆管發現不及時，還會造成損壞設備、影響航道、破壞工地等不利影響。

根據某絞吸挖泥船在某吹填工地的施工時間數據統計結果，如圖1 所示。該吹填工程采取的土質是細粉砂和黏土，相對中粗砂、風化巖而言，泥漿對排泥管線的磨損較輕，但堵管、爆管的問題依然存在[2]。從圖中可以看出，因管線影響造成停工時間占比仍然較高，若能早發現、早處理，盡快排除隱患，恢復施工，將進一步提高設備的時間利用率，創造更多生產產值。

圖1 某絞吸挖泥船在某吹填工地的時間數據統計結果

1 確定措施

管道檢測措施大體上可以分為兩大類，管外檢測法和管內檢測法。管外檢測法直接檢測泄漏于管外的流體（油、水、氣等），它包括許多傳統的檢測手段，例如人工巡線法、聲學方法、化學方法、應力法、漏磁法和機器人方法，其主要的特征是借助于人的視覺或各種特殊傳感裝置直接感知管道問題的存在。管內檢測法也被稱為計算機管道監控，它通過應用儀器儀表對管道內部運行參數（例如壓力、流量和溫度等）進行檢測，然后將管道內部運行參數作為輸入數據，根據流量、壓力等物理參數發生的變化，通過人工分析和計算機推理得出運行管道是否發生堵塞、泄漏[3]。

吹填工程的泥漿運輸管線具有臨時性及易損特征，相對于石油化工行業管線的長期固定性，許多先進的管內檢測方法沒能得到應用。目前行業內最常用的還是人工巡線法。但人工巡線法耗費大量人力，且主觀性強，不適宜管線實時監控。

綜合考慮人工、設備、環境和成本等因素，擬采用儀器儀表對排泥管道內部壓力進行測量，利用信息技術遠傳處理數據，實現管理者遠程對排泥管道內部壓力進行實時監測的目的，幫助其結合當前挖泥船施工狀態，及時發現排泥管線泄漏，并迅速作出反應。

2 初步設計

基于上述確定措施，根據市場產品選型，最終選擇了一款具備遠傳能力的4G 無線壓力傳感器，利用云平臺開發人機交互界面，以實現遠程實時監測的目的。

2.1 原理

4G 無線壓力傳感器可以將采集的壓力轉化為電信號，并根據4G 通信協議，通過4G 基站遠程傳送給云服務器，用戶就可以訪問服務器獲取實時壓力值，其4G 通信拓撲圖如圖2 所示。

圖2 4G 通信拓撲圖

2.2 方案

該方案是基于某疏浚吹填工程的排泥管線監測的設計，在水岸連接處、900mm 管徑轉850mm 管徑處、進南處、鐵路處共設置了4 塊4G 無線壓力傳感器。此外，該方案的人機交互界面還使用某地圖的云地圖API 調用服務，更直觀地展示排泥管線壓力表的位置。人機交互界面如圖3 所示。

圖3 人機交互界面

管理者可以通過手機或者電腦進入監控界面，同時掌握排泥管線上多點的實時壓力，結合挖泥船施工狀態，能快速判斷排泥管線的壓力是否正常，進而判斷排泥管線的哪一段存在泄漏或者堵塞，并做出下一步工作安排。

3 小結

本文初探吹填工程排泥管線監測措施，針對吹填工程中排泥管線的特有性質，利用4G 無線壓力傳感器和云開發平臺，為某吹填項目初步設計了一種遠程監測措施，能有效解決人工巡線措施耗費大量人力、漏堵應對不及時等弊端。