管网检测在城市排水养护管理中的应用探讨

摘　要： 随着城市的发展，排水管线老龄化和管网资料的缺失，严重影响排水养护管理工作，很多城市也意识到这个问题, 开展排水管网全面普查已迫在眉睫。本文介绍了电视、声纳和潜望镜在排水管网检测的应用，通过GIS建立管网信息系统，为城市排水养护管理提供便利。

关键词：管网检测； GIS平台； 养护管理
城市排水管网是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完好是城市排水安全的重要保证。而管线老龄化产生变形、沉陷、断裂、脱节等造成管道堵塞和管线位置信息不清晰的现象，给管网养护管理带来极大麻烦，不得不让行业同仁深思。
　　2010年，广州市为了做好治水工作迎接亚运会的召开，开展了污水管网“查漏补缺”项目，对中心城区的污水管网进行全面的排查，取得了良好的效果。为此，本人在负责该项目实施完后，结合多年的管网养护管理心得，探讨采用CCTV、QV和声纳对排水管网的检测，通过GIS平台建立科学的信息系统，便利我们开展排水管网养护管理工作。
　　一、排水管网检测技术
　　传统排水管道检查的主要方法为打开检查井井盖，用量泥斗检查排水管道管口处的积泥程度，以此判定整个管道的积泥情况。该方法不能检测排水管道内部的结构和功能状况，如管道内部结垢、沉积、障碍物、支管暗接、破裂、变形、渗漏等。显然，传统排水管道检查的方法已不能满足现代城市地下排水管道服务功能的需要。
　　（一）管道闭路电视检测系统（Closed Circuit Tele-vision,简称CCTV）,是目前国际上用于管道状况检测最为常用的一种手段，可以适用于口径150mm以上管道监测。CCTV 主要包括：主控器、操纵线缆架和带摄像镜头的“机器人-小型四轮驱动车”。操作人员通过主控器，可以控制“机器人”在管道内的前进速度和方向，使其一边沿管道前行一边拍摄采集图像进行实时管道监测，并将原始图像记录存储下来，以备进一步的分析。当完成CCTV 的外业工作后，根据检测的影像数据进行管道内部结构状况、功能状况分析，编写检测报告，并根据用户的要求对CCTV影像数据进行处理，最终通过光盘或录像带形式存盘，以指导未来的管道维护工作。
　　（二）管道潜望镜（Quick View,简称QV）,是管道快速检测设备，它通过可调节长度的手柄将高放大倍数的摄像头放入井或隐蔽空间，如同潜水艇上的潜望镜一样使地下目标一目了然。QV能够在直径150～1500mm管道的管口探测管道内部情况，清晰地显示管道裂纹、堵塞等内部状况，检测纵深最大可达80 米。
　　（三）声纳（Sound navigation and ranging,缩写Sonar）,是利用声波对水下物体进行探测和定位识别的方法和所用设备的总称。声纳检测系统适用于直径125～3000mm、充满度高、流量大、连续排放的排水管道在线检测。扫描声纳安装在特殊梭型漂浮装置上，可顺流前进或在牵引电缆、牵引车的牵引下前进，利用水中声波对水下环境结构进行扫描探测,并可以将排水管道的各种轮廓变形、淤积、结垢、泄漏、破裂、缺陷、沉降、错位的声纳图像同步清晰地传送到地面上的彩色PC 监控器上，并通过软件处理声纳提供的图像计算下水道中沉积物的具体数值。
　　二、GIS信息系统
　　利用GIS技术建立排水管网管理信息系统已经成为排水管网养护管理的一个新的发展趋势, 满足了排水管网的管理要求并实现了管网的信息化管理, 同时还大大减轻了管理人员的工作强度, 提高了管网的管理效率, 具有推广价值。
　　通过GPS、全站仪测量方法对排水管网系统进行测绘，得到管线、检查井在城市平面图的具体位置，将管线坐标、检查井坐标、管道流速、水位、管道检测图片等相关信息资料录入GIS系统，建立GIS信息平台。
　　（一）GPS测量原理：GPS由GPS卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)、GPS信号接收机(用户设备部分)三大子系统组成。GPS定位的基本原理为交会法,通过三颗卫星的位置和接收器到它们的距离,可以确定接收器位于两点之一,然后排除一点不可能的位置来确定其位置。也就是说,通过四颗卫星或四颗以上的卫星来对一点进行定位。
　　（二）全站仪测量原理全站仪,即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展,近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器,它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能,并且测量的距离长、时间短、精度高。
　　三、信息系统在养护管理中的应用
　　根据信息系统对管网现状进行分析，制定管网维护措施。通常采用的维护措施有清疏、非开挖修复、开挖修复等。
　　（一）管道清疏大致可以分成三种: 水力疏通、机械疏通。水力清通方法是用水对管道进行冲洗, 将上游管中的污泥排入下游检查井, 然后用吸泥车抽汲运走。当管内淤塞严重, 淤泥已粘结密实, 水力清通的效果不好时, 需要采用机械清通方法。机械清通工具的种类繁多, 按其作用分为: a.耙松淤泥的骨骼形松土器; b.清除树根及破布等沉淀物的弹簧刀和锚式清通工具; c.用于刮泥的清通工具, 如: 胶皮刷、铁簸箕、钢丝刷等。
　　（二）非开挖加固修复主要为分破管修复和内衬修复两种。破管修复的原理与非开挖顶管原理相似, 即通过钻杆将原管道破除的同时拉进一新管道, 新管道的管径可以和原来的管径一样甚至比原来的管径更大。但此法使用前需要对管道周围其他管线进行探测, 以免影响其它地下管线。内衬修复的原理则是在原管道内壁衬上一新管道, 管道的管径比原管要小。但由于管材等原因可能新管的过水能力与原来相比并没有多大差异, 此法的优点是施工对道路交通及其它地下的影响很小。但其缺点是在管道出现大的错位、变形的时候无法达到预期的效果。新管的管径、坡度等完全取决于旧管道的相关特性。
　　（三）开挖修复是将原先管道更换成新管道, 这中措施比较容易,但实施的压力会很大, 因为更新管道通常处于旧城区, 路面窄, 交通不便, 开挖就注定了道路交通的短时隔断。
　　随着科技的发展，管网检测信息技术在城市管网养护管理中越来越发挥着重大作用。总之, 我们必须不断吸收新工艺新技术，让排水管网养护管理工作科学地发展。
　　参考文献
　　1.《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》（CJJ68）.
　　2.《广州市排水管渠维修养护技术规范》.
　　3.《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》.
　　4.钱勇《市政排水管道养护》.
　　5.杨臻《市政排水管道工程施工质量通病分析及预防措施》. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/249844.html