市政管网检测应用方案.doc

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1、市 政 管 网 探 测 及 检 测 应 用 方 案前 言城市规划建设管理长期以来重视地上，忽视地下，没有一套科学和严格的管理，同时各类管线和管理又权属多门，各司其政，加上历史原因,以致档案资料格式不统一、内容残缺不全。随着城市现代化建设迅速发展，城市地下空间开发利用越来越受到各方面的重视，建设规模不断扩大，使用功能日趋复杂。因此底线管网便成为了城市基础设施的重要组成部分。全国的地下关网包括：给水、排水、燃气、电信、电力、热力、工业管道、军用电缆等8 大类担负着传送信息、输送能量的工作,例如因管线埋设情况不清而导致地面施工造成损坏的事故不断，因管线建设规划不周而导致重复开挖路面，对社会经济影响不

2、好。因此，尽早、尽快查清城市管网的现状，全面掌握有关资料数据以提供城市规划和管理的依据，已是急待解决的问题。给排水管网作为城市的重要基础设施之一，它一方面关系着城市居民生活及城市工业的发展，担负着巨大的社会责任，另一方面又由于它深埋于地下，具有不透明性、管线纵横交错、结构复杂、信息量及查询量大、保存期长、要求不间断运行使用等特点，管理极为复杂。XX市位于江苏省南部，其供水管网的建设也同样历经了改革前后的变化，尤其是改革开放以后，随着城市建设的日新月异，给排水管网的改造、扩建也不断深入，由于历史的各种原因，导致管网资料不统一，不齐全，对管网的管理还依然存在手工管理、图纸管理的办法。随着信息时代的

3、逐渐到来，管网资料的数据更新、规范及，计算机管理已成为迫在眉睫的事情。 管网普查，也主要是基于以上考虑，一方面通过实地调查、探测，全面准确地掌握所有供水管网的各种情况，获取详实的第一手资料，并通过探测建立起供水管网的各种属性数据库，为实现供水管网的计算机管理打下坚实的基础。另一方面，通过普查现状为今后的设计图、竣工图提供一个规范的模式，从而提高整个供水管网管理的效能，为公司长远的发展建立起规范、科学的管理途径。一、地下管网探测和泄漏检测技术（一） 地下管网探测 就是对城市地下各种管线进行探查和测绘。 探查是对已有地下管线进行现场调查和采用不同的探测方法探寻各种管线的埋设位置和深度。测绘是对已查

4、明的地下管线进行测量和编绘管线图，也包括对新建管线的施工测量和竣工测量。故此地下管网探测可以是对某一区域范围地下管线的探测如城市的市政公用管线探测、厂区或住宅小 区管线探测、某项工程特定要求的地下管线探测（施工场地的地下管线探测）等，所以，地下管网探测是一个比较广义的概念，工作内容则比较单一，要求也根据其所服务部门和对对象而不同。1、金属地下管网探测 英国雷迪的多功能地下管线探测定位仪RD8000产品因其操作简单，定位精确高，功能多样化，已经成为行业的标准，可以采用以下方法探查：a. 直接法（充电法）：作为本次金属管道探查的主要方法。这种方法对于有暴露点（如消火栓、阀门、抽水池等）的金属管道探

5、查十分有效。探查时，将探测仪的发射机专用电缆线与待探查的目标管道暴露点相连结,保持良好的电性接触和接地条件，使目标管道带电产生磁场，保持与发射机相同的频率，沿管道前进方向左右搜寻，根据接收机上显示的目标管道产生的磁场信号强度，对目标管道进行定位追踪。b. 电磁感应法：此法用于直埋地下的金属管道，该方法是在已知目标管道大致走向的前提下，将探测仪发射机平行于目标管道走向水平放置于地面，打开电源，使发射机产生的电信号感应到待查的目标管道上，使之产生磁场，操作者持接收机垂直于目标管道走向进行搜索探查，根据接收机上显示的磁场信号强度对目标管道进行定位追踪。c. 长导线法：对接收信号较弱的目标管道，由于不

6、能精确定位和连续追踪宜采用长导线法.此方法要求目标管道至少有两个暴露点、且能布设长导线.探查方法与直接法相同。英国雷迪的多功能地下管线探测定位仪RD8000产品因其操作简单，定位精确高，功能多样化，已经成为行业的标准。行业用户量大，产品知名度高、国内市场占有率达70%以上 2、非金属地下管网的探测 对于非金属管道，采用以下方法进行探查：a示踪法：包括导线示踪和探头求踪。主要用于非金属自流管道的探查。方法是将导线或探头放入管道内，用接收机搜寻导线或探头的位置，以此确定管道的走向、位置及埋深。b电磁波法：对于非金属压力管道，示踪法是无能为力的，只能采用电磁波法对目标管道进行定位。此方法是利用探地雷

7、达在现场对拟测目标管道作横断面扫描，通过对电磁波图象的识别和解释来确定拟测目标管道的埋探和位置。该方法可同时用于解决其它非金属管道或金属管道的重点疑难问题。（二）管网泄漏检测1、供水管网的漏水检测以下我们以自来水公司为例来介绍漏水检测的方法和原理,供您参考：（1）声波法漏水检测技术（使用多功能数字听漏仪）漏水声波的产生：一定压力下的供水管网，一旦破损发生泄漏，由于管内外压力差的作用，水会从破损点逸出，并具备一定的速度，逸出的水会产生两种力学运动过程。 A、 由于水的粘滞性并具备初速度，会摩擦管壁，形成振动，该振动以波动形式沿管道向两侧传播，在暴露点处（如闸井等处），可以用多功能数字听漏仪的探杆

8、进行泄漏点的预定位。 从波动理论来讲，其波动属于线状波，声源为泄漏点，声音能量声强呈指数规律衰减。由于介质损耗，波能量会出现衰减，高频衰减较快，低频衰减慢，离漏水点越近，高频部分能量相对比例较高，通过漏水探知机用耳朵倾听，会感觉声音尖锐；离漏水点越远，由于高频衰减较快，所以人耳会感觉声音比较低沉。如图：阀栓听音工作原理B、当水柱从破损处逸出后，由于具备质量和初速度，会冲击管体周围的土壤介质，形成振动，并以波动形式，等势面呈球面向四周发散传播，其波动属于球面波，其衰减由两部分组成：空间方向传播的球面发散和径向方向传播的内部介质热损耗。漏水噪声传播的距离越近，该处的声强越大，在地面沿管道检测漏水声

9、波，位于漏水点地面投影点处附近有最大声强。利用这个特点，可以使用漏水探知机采用地面听音的方式进行漏点精确预定位。如下图，使用漏水探知机听音路面工作原理2、排水管网检测城市排水管网又称排水管道系统，是收集和输送雨、污废水的设施，它包括排水管区及附属设施、排水泵站等。它作为城市的重要基础设施之一，在城市生活中，排水管网是不可缺少的，被称作城市的血管。排水管网的结构稳固和功能保障是城市排水安全的重要保证。而管网设施中大龄管段也是管理维护的重点。据上海排水处统计，截至2005年底，上海市中心城区有超过15%的排水管道服役期在30年以上。（1）排水管网的主要问题 A、南方大部分地下水较丰富。据同济大学的

10、一项调查研究发现，管网的病害造成老城区地下水渗入量已超过污水总量的20%，使得地下水稀释作用下，进入城市污水处理厂的原生污水的COD等指标降低，从而影响到污水处理厂按设计参数运行，降低了污水处理厂的运行效率和处理效果。在地下水长期的搬运作用，排水管道附近土壤流失，使路基松动，路面高低不平的情况在我国城市中随处可见，路面塌陷危害交通安全的事故也时有发生。同时管网中淤泥沉积的概率大大提高，增加了设施养护的劳动强度。B、北方大部分地下水位普遍较低。与南方相反，大量的污水通过渗漏的方式，直接影响了地下水资源，给环境带来了极大的隐患。而在雨季或由于污水排放的影响，使管道外部附近的土壤流失，给道路的安全带

11、来了威胁。C、其他水源对管道的影响。当排水管道附近存在自来水漏点或地下水源等情况时，排水管道由于地处地下水很丰富的区域，同样对管道周围基础存在冲蚀作用。D、其他方面的影响。地基的不均匀沉降，地面动荷载的长期影响，管道所处土壤的性质等，各种原因使近年来老龄管道存在安全隐患。（2）排水管网的内窥检测A、检测概述 我国城镇排水管道的检测长期以来都是通过简单的量泥斗、潜望镜以及潜水员手摸管道内壁等方法来进行的，并且主要是用于突发事件（如路面出现裂缝等）发生时的检查。随着现代检测技术的发展，可防患于未然的管道定期检测成为可能。 根据检测的目的不同，管道内窥检测可分为排水管道功能性检测和排水管道结构性检测

12、两大类。 1）排水管道功能性检测，主要是以检查管道排水功能为目的的检测，一般检测管道的有效过水断面，并将管道实际过流量与设计流量进行比较，以确定管道的功能性状况。对于这类检测出来的问题一般可通过日常养护等手段进行解决。 2）排水管道结构性检测，主要是以检查管道材料结构现状为目的的检测，这类检测主要了解管道的结构现状以及连接状况，通过综合评估后确定管道对地下水资源及市政设施是否带来影响。对于这类结构性问题被检测出来后一般需要通过修复的手段来解决。（3）检测使用的设备 根据检测使用的设备不同，管道内窥检测可分为内窥摄像（CCTV）检测和管道内窥声纳（Sonar）检测两大类。 A、管道内窥摄像检测（

13、CloseCircuitTelevisionInspection），主要是通过闭路电视录像的形式，使用摄像设备进入排水管道将影像数据传输至控制电脑后进行数据分析的检测。这类检测可全面了解管道内部结构状况。检测前需要将管道内壁进行预清洗，以便清楚的了解管道内壁的情况。其不足之处在于检测时管道中水位需临时降低，对于检测高水位运行的排水管网来说需要临时做一些辅助工作（如临时调水、封堵等）。 B、管道内窥声纳检测（SonarInspection），主要是通过声纳设备以水为介质对管道内壁进行扫描，扫描结果以专业计算机进行处理得出管道内壁的过水状况。这类检测用于了解管道内部纵断面的过水面积，从而检测管道功

14、能性病态。其优势在于可不断流进行检测。不足之处在于其仅能检测液面以下的管道状况和不能检测管道一般的结构性问题。（4）检测评估 针对排水管网的内窥检测大部分发达国家和地区都有完善的行业规程。我国从上个世纪90年代中期开始，逐渐有单位和企业开始从国外进口这类检测设备，但由于使用的单位多集中在城市管理部门，适合国内管网检测技术的相关技术规程等并没有受到行业的重视，直到2005年底才由上海水务局出台了国内首份管道检测技术规程，但由于地域等各方面原因没能在行业内大范围推广。根据相关资料显示排水管网检测评估包含的基本内容如下： A、检测设备的要求： 设备能准确体现管道的状况（如管道的坡度、管道的内壁状况、

15、管道内缺陷点的距离等），设备能出色完成检测任务（如检测车的速度、光源的照度、镜头的自由度、声纳的脉冲要求、图像的清晰度、数据线的强度，设备的防水、防爆等级等）。 B、检测所需的条件： 检测管段的数据资料（如管材、敷设年代、管径、埋深、管道连接方式、周边的地质状况、管段所处地段的地理特性等），检测管段的现场条件（如管道日常的流速、水位高度、管内及检查井内淤积厚度、管道所在路段的交通状况等）。 C、现场检测的要求： 操作规范（如指定检测的速度要求、摄像头的高度要求、照度要求等），控制过程（如现场工程师的签单表格等），突发情况的处理（如设备出现问题，或由甲方工程师现场提出更改意见后进行的处理等），管

16、道的现场要求（如管道内的临时抽水的水位要求，管道清洗的程度等）。D、检测项目附属项目的要求： 水流控制要求（如临时橡胶堵塞器封堵的压力要求、泵站配合的要求等），清洗的要求（清洗所达到的程度，清洗设备压力要求等），地面道路交通维护要求（如临时占道方案、交通导流方案等）。 E、评估报告编制的要求： 缺陷点代码的规定，各国描述排水管网的缺陷点大致相同，主要分为功能性缺陷和结构性缺陷（见表1），编制报告的内容要求（如包括项目信息、缺陷平面示意图、缺陷点照片等），编制报告人员的要求（如从事培训的时间要求、从事培训人员学历要求、从事培训的机构要求等），评估打分的要素（如包括缺陷点的等级打分、管段所处地质情

17、况打分、管段所处的地区重要性打分等）F、检测成果的交付要求 交付成果所包括的内容要求（如图纸的比例要求、图像的清晰度要求、检测报告的完整性要求、检测报告的条理性要求、检测工程师的签字要求等）（5）总结：排水管网内窥检测技术的进一步完善可以很好的解决城市道路的隐患，为科学的管理排水管网提供先进的技术支持。此技术还可广泛运用于工程交接、竣工验收、其它工程对排水管道的影响等情况的检测。发达国家已经将排水管网的定期检测作为法规来执行，我国建设部地下管线专业管理委员会也开始研讨排水管网的检测技术规程的编写工作。3、 气体管网泄漏监测技术（1） 手持式气体监测仪工作原理 手持式气体监测仪采用先进的电化学传

18、感器、红外气体传感器和微处理传感器控制技术，设计使用锂电池供电，同时可以选择使用USB接口充电，可以按照客户的需求修改操作菜单和界面；此设计方案可以通过USB或者RS-232接口方便和富安达开发的操作软件自动识别通信；同时可以内置气泵和气室的设计；方案设计方式灵活，可以按照客户的规格设计，开发周期短。可监测的气体种类有：O2,CO,H2S,NH3,CH2O,O3,CL2,HCL,H2,NO2,NO,SF6,CO2,PH3,C2H4,SIH4挥发性气体PID、可燃气体等。（2） 固体式气体监测仪工作原理 固体式气体监测仪采用先进的电化学传感器、红外气体传感器和微处理传感器控制技术。三线制4-20

19、mA信号输出能够浸入人生控制系统（DSC,PLC等），RS-485数据信号输出能与PC机通信，结合富安达开发的上位机系统能够远程监控和控制，工作人员无需到现场，信号稳定，不会受到外界的任何信号的干扰，同时具有防爆设计，快速，可信。广泛应用与煤矿、油田，化工，冶金，环保行业。固体式监测仪可监测的气体为：O2、CO、H2S、NH3、CH2O、O3、CL2、HCL,H2,NO2,NO,SF6,CO2,PH3,C2H4,SIH4等挥发性气体PID，可燃气体。 二、 管道腐蚀状况检测 目前埋地管道的腐蚀以外腐蚀为主，即防腐保温层破损或防腐保温层绝缘失效（劣化），致使土壤中的水分和腐蚀离子进入钢质管体的外

20、表面，产生电化学腐蚀。现阶段管道大修方式主要是根据管道穿孔情况及管道使用年限，进行整条管道或局部管段更换或大修。从更换下来的管道来看，有的管段防腐保温层破损老化、管体腐蚀严重、确应更换；有的管段防腐保温层破损、管体腐蚀较轻，修补即可；部分管段防腐保温层完好、管体完好，不需大修。而且由于管网大修没有前期检测诊断，对管段尚未穿孔但防腐保温层破损失效的隐患不能有效地发现，成了埋地管道年年修补、年年穿孔的现象产生的一个原因。 对埋地管道外防腐层进行不开挖检漏（破损），对绝缘状况进行评价、有针对性的更换修补可有效地予以由于腐蚀而造成的损失，延长管道使用寿命，可以节省大量维修改造投资。使用英国雷迪公司 P

21、CM+ 检测仪、 A 型架，管道深度测定等数据分析，如果应用于长输管道可以采用 GPS 定位（北京 54 三度带坐标），管道走向拐点处 GPS 定位，最终确定管道外防腐层绝缘状况分段评价结果，管道外防腐层破损部分开挖并进行管体腐蚀定性描述，并对所检测管道提出修理建议（整条管道更换、局部管段更换、局部管段大修、局部点补修）。 1、管道外防腐保温层破损点判定技术 原理：现场测量时由地下管线探测仪的发射机向管道上发射一定频率的检测电磁波信号，用探测仪的接收机确定管道的精确位置并测量与发射频率相匹配的电流强度及管道埋深，逐点记录检测点距离 Xi 及电流值 Ii 。如果管道内的第 n 点与第 n+1 点

22、之间防腐层出现破损，则部分信号电流将从破损处流入土壤中。因此 Ii 曲线在这两点间将有异常的衰减，并可根据衰减电流的幅度判定防腐层破损的大小，这就是利用电流的异常衰变确定防腐层破损点的原理。（1）利用电位差法判定破损点的方法 原理：电位差法亦是使用发射机将发射一定频率的检测电磁波信号施加于被测管道上，若管道绝缘层有破损，破损点或搭接点周围会形成球形电场，在地面上形成以漏铁为中心的分布电场，中心处向外形成电位梯度，假设土壤的导电率是均匀的，则等电位线是许多同心圆。通过两根接地钢探针（ A 字架）测量地表面的电位差来精确定位破损点，并可根据测量的电位差峰值定性判断破损点大小或搭接情况。（2）利用电

23、流信号衰减法和电位差法综合判定破损点的方法 电流信号衰减法和电位差法各有优缺点，且具有互被性，若电流信号衰减法和电位差法在一条被检测管道上同时进行，对有电流信号衰减的管段进行电位差检漏，不仅提高工作效率，解决了同时进行巡管的问题，而且保证了检漏准确性。 小结：通过对埋地管道应用不开挖检测技术，可以作为施工验收及工程质量鉴定的一个有效的方式，如果管道防腐层存在缺陷就可以采用不开挖的方式进行检测以发现其原因所在，以便于采取相应的控制措施消除管道腐蚀破坏的影响。 三、结束语 上述方案主要是针对目前市政管网安全技术检测提出的，该方案同样也适用于贵学校的学生对市政管网中各监测点的数据采集、监控以及管道防腐层破损状况风险的评估。可以提高同学们在实际操作工程中亲自动手能力的培养，从而实现了同学们对城市供水的信息化、现代化认识。更好的发挥了同学们对地下管网检测的学习兴趣和爱好。