中仪股份郑洪标：城市排水管道检测修复与智慧水务实践

政策与市场双轮驱动下，城市污水处理提质增效成为行业重点，然而污水处理提质增效不只是简单的污水处理厂提标改造，需要从污水的产生、污水的传输、污水的处理全环节统筹考虑系统施治。在2020（十二届）上海水业热点论坛上，武汉中仪物联技术股份有限公司总经理郑洪标做了“城市排水管道检测修复与智慧水务实践”的主题演讲，详细介绍了近年来中仪股份在排水管道检测修复中获得的成果以及在智慧水务方面实践。

来源：中国水网         整理：张晓娟  

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政策与市场双轮驱动下，城市污水处理提质增效成为行业重点，然而污水处理提质增效不只是简单的污水处理厂提标改造，需要从污水的产生、污水的传输、污水的处理全环节统筹考虑系统施治。在2020（十二届）上海水业热点论坛上，武汉中仪物联技术股份有限公司总经理郑洪标做了“城市排水管道检测修复与智慧水务实践”的主题演讲，详细介绍了近年来中仪股份在排水管道检测修复中获得的成果以及在智慧水务方面实践。     

以下为郑洪标现场发言内容：（根据现场发言整理，未经本人审阅）

郑洪标

郑洪标表示，行业对于污水处理的关注更多放在污水厂处理污水的环节，而实际污水的产生和污水的传输都应该纳入污水处理的范畴，尤其排水管道中污水运输过程，也是污水处理很重要的一个环节。目前我国污水管道存在两方面的严重问题：一是管道堵塞严重，污水输送不畅通；二是管道漏损严重，污水输送过程中出现较严重的渗漏泄露现象。因此污水管道疏通以及管道渗漏修补是亟需解决的两大问题。

2019年5月住房城乡建设部、生态环境部和发改委三部委联合发布《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》，中仪股份作为污水提质增效积极参与者践行者，其业务板块主要包含管道检测、管道养护、管道修复以及管道信息化管理四大领域。演讲中，郑洪标也就各个板块的核心技术做了详细介绍。

排水管道检测技术

一、管道检测与评估技术规程

我国管道检测技术标准制定相对较晚，最初是上海制定了地方标准，之后广东也制定了地方标准，2012年制定了行业标准CJJ181-2012《城镇排水管道检测与评估技术规程》，规程中主要规定了三种检测技术分别是：管道潜望镜检测技术、管道机器人检测技术、管道声纳检测技术，现在很多地方也已出台了各地的地方标准。而现行的四套标准主要包含国家行业标准、上海市地方标准、广东省地方标准、北排集团企业标准，对于四种标准及报告模板差异如下图所示：

二、排水管道检测技术

中仪股份经过多年的研究，关于排水管道的检测共研究出了视、声、光、电、波五个方面的仪器设备。

（一）检测技术——视（视频）

视频类检测技术类似于医学上的胃镜等医学设备。中仪股份视频类检测技术主要有以下5种。

（1）管道潜望镜检测

管道潜望镜适用于井口快速检测。管道潜望镜技术特点：1）高清：1920*1080P（200万像素）高清视频，检测画面更加细腻；2）流畅：专利技术解决了 “无线深井传输”、“无线干扰”难题，画面流畅不卡顿；3）稳定：便携式主控，大幅降低故障率；4）远程：可接入排水管道直播监理平台，远程通过网页或手机APP查看现场情况及管理设备。

管道潜望镜检查作业示意图

（2）管道机器人检测

管道机器人可以对管道进行精细化的检测，机器人需要进入管道爬行检测，它可以检测管道是否漏损，另外，显微镜还可以很快看到管道是否通畅的问题。管道机器人检测技术特点：1）高清：1920*1080P，200万素高清视频；2）数字传输：单芯线缆同时传输电源、视频、信号，线缆强度大大增强；3）稳定：便携式主控，大幅降低故障率；4）远程直播：可接入排水管道直播监理平台，远程通过网页或手机APP查看现场情况及管理设备。

管道机器人检查作业示意图

郑洪标还介绍说高清管道机器人技术是中仪股份在2016年推出的最新的技术，目前国内排水管道检测视频技术，在全球都处于领先地位，国内推出使用的是高清技术，而全球其他地方还是低清的像素，并且国内率先实现了该技术的数字化。   

（3）全地形管道机器人

DN600以上高水位高沉积的专属应用。搭载各种传感器对管道缺陷、管道水下情况、管道整体形变、管道走向等进行综合分析，为管道治理、雨污混接、污水整治、排口调查等提供全方位的决策依据。

全地形管道机器人优势：1）专门针对高水位、泥水混合等常规机器人无法检测的场合；2）标配有350米漂浮电缆，检测距离远，同时电缆抗弯抗折性能强（对比光纤）；3）机器人既可以使用电池供电，也可以使用电缆盘供电，通用老款电缆盘；4）10倍光学变倍高清摄像头，比定焦镜头显示细节的能力更强。

（4）长距离机器人

中仪股份研发出了一款超距离检测机器人，人下到井里，在井下进行大型设备的组装，将大型设备爬行器部分分批吊到组装平台上，设备组装完成后连接电缆线，连接完成后再启动设备进行检测。该类设备已销售到日本，并在日本进行的实际的检测，在日本的一个超大型管道里面机器人大概爬行检测了1700米。

长距离机器人

（5）检测井检测技术

中仪股份除了管道检测技术外，也对检测井检测拥有专业的核心技术设备，可以对检查井进行360°度高清拍照，并通过高清图像进行三维全景建模，为检测井养护和修复提供依据。

检测井检测技术

（二）检测技术——声（超声波）

第二类检测技术是超声波技术，该技术类似医学的B超。基于超声波对管道轮廓进行测量，从而做出管道的三维模型。该技术主要应用在水环境下的管道检测，通过检测可以确定管道的淤积、变形等情况，也是解决管道畅通问题的技术之一。

管道声纳技术特点：1）两芯传输：使用两芯传输技术，同时传输电源、视频、控制信号。通用X5H系列机器人电缆盘；2）探头传感器化：机器人用户可直接采购探头实现检测；3）远距离检测：数字信号传输，检测距离可达2000米，较传统声呐相比，检测距离大幅提升；4）快速构建复合检测系统：构建复合检测系统时，只需将声呐两芯电缆接入系统即可，不需要改动其它部分。

（三）检测技术——光（激光）

第三类检测技术是激光检测技术，这是一项新的检测技术，很快将会写入新的规程修编里面。在有水的情况下，可以用声纳检测管道的轮廓，而在没有水的情况下，无论是机器人检测还是潜望镜检测都是基于视觉的技术，不能很好的定量分析，激光检测技术则填补了这方面的缺陷，对于在没有水的情况下，可以对管道尺寸，包括缺陷的大小，管道的变形，这些都能够进行比较好的量化分析。

（四）检测技术——电（电法）

第四类技术管道电法测漏技术，它是利用电阻率法判断管道是否泄漏，该技术也会很快写入技术规程中。管道电法测漏技术原理是基于管内壁为绝缘材料，电性为高阻抗，管道内的水和埋设管道的大地为低阻抗，当检测设备工作时，探棒在管道内匀速前进，当管道内壁完好时，接地电极和探棒电极之间的电阻很大，电流很小，而当管道内壁存在缺陷时（例如污水的漏进/漏出），电极之间存在低阻抗通路，电极之间的电流因此增加。

管道电法测漏技术

（五）检测技术——波（电磁波）

第五类技术是电磁波技术，电磁波技术是利用雷达来检测管道情况，例如很多路面塌陷是因为管道泄露掏空了路面，就可以利用电磁波方法，在管道内部探测管道外面的掏空路面，并把数据通过视频传输显示出来。中仪股份的搭载探测雷达机器人就是利用电磁波技术来对管道周围进行检测，是以X5H爬行器为基础，在升降平台上增加探地雷达，在CCTV检测的同时，调查管道上方地质情况，取下探地雷达单元，即成为一台普通的CCTV检测机器人。

搭载探测雷达机器人

排水管道养护技术

排水管道检测是主要是发现管道中以及管道周边存在的问题，而当发现有管道不通时，则需要对管道进行养护，以保证管道畅通，养护的主要技术有清洗、打磨、切割三种。

（一）清洗

中仪股份高压射流清洗技术可以清除管内松散沉积物，为管道检测、修复进行的准备措施，例如清理管道内的淤泥。另外，中仪股份的PT-C可视高压清洗喷头可以实现在清洗的同时看到清洗的状况。

 （二）打磨

除了清洗技术，中仪股份也拥有系列高压射流打磨技术。

管道喷头系列

（三）切割

中仪股份自主研发的切割机器人，可以对树根或者其他不好清除的物质进行切割，以保障管道的畅通。

切割机器人

排水管道修复技术

排水管道的修复技术分为三种修复技术及配套材料：光固化点修、光固化整修、砂浆喷涂修复。

（一）光固化点修

光固化点修是对于管道上点状破损进行一个点一个点的修复。设备可以根据不同的管径选择不同规格的气囊来针对破损点进行精确的修复，修复过程稳定可控。气囊自带摄像头，画面标尺辅助定位，8分钟即能修复一个破损点，精准高效。

光固化点修

（二）光固化整修

除了点修技术，还有整修技术，整修技术一般有热固化、光固化、蒸汽固化等，郑洪标主要介绍了光固化整修技术。光固化整修技术中玻璃纤维内衬材料是修复的关键，它是网状结构的，在修复过程中，将纤维材料拉入管道里，通过紫外光进行固化修复，对管道的漏损修复效果显著。这是因为一般污水管道是一节一节拼接而成的，基本都是靠泥沙进行密闭，通过光固化整修后，保证了管道之间接缝的密闭性，不会再出现泄漏，对于污水处理可以实现污水收集率提高，同时也保证了外水不再进入管道中，从而保证污水处理效能提升。

光固化整修示意图

中仪股份全球首创无线数字化修复技术，设备独有无线操控、数字化传输、智能修复逻辑等多项技术优势。它由平板控制器、移动式修复系统、紫外光灯架、高清镜头及辅助工具等组成。主要适用于市政管网非开挖修复工程，修复管径DN200-DN1600mm。

（三）砂浆喷涂修复

中仪股份的砂浆喷涂技术可以对检查井进行喷涂修复，作业效率非常高，可以实现直接自动化喷涂，水泥砂浆也是中仪股份自己制造的。另外，砂浆喷涂技术也可以对管道进行喷涂修复。砂浆喷涂技术原理的原理是：1）将搅拌均匀的高性能灰浆泵送到由压缩空气驱动的高速旋转喷涂器部位，灰浆在高速旋转离心力作用下均匀的浇筑到井内壁；2）通过电动绞车控制旋转喷涂器的上下运行，确保在井壁形成连续均匀的内衬；3）由于浇筑在内壁圆周上是均匀的，内衬的厚度可在灰浆凝固前进行随机测量。

砂浆喷涂修复技术示意图

材料性能优异：自主研发的聚合物水泥基砂浆材料以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料，含增强纤维、石英砂骨材料及其它改性添加剂。材料为生产线统一包装的成品，在使用时只需加入清水，按照适当的比例混合均匀，搅拌若干分钟后便可施工使用。对比传统的砂浆，其抗压、抗折性能更强，且在结构强度、抗渗及耐久性等方面优于传统砂浆。

排水管道修复材料

光固化修复使用的材料是玻璃纤维+树脂，修复材料由5部分组成：

1）保护膜：软管最外层的袋状塑料膜，保护软管在储存、运输、牵拉等过程中不受紫外线的辐射并避免划伤。

2）外膜：软管次外层的袋状塑料膜，保护玻璃纤维编织物浸渍的树脂在软管的储存与运输等过程中不挥发并在软管充气时使树脂尽量均匀分布。

3）玻璃纤维布、毛毡：软管主体部分，用来吸收固化胶水，固化后可以增大管道强度。

4）内膜：软管最内层的袋状塑料膜，保护玻璃纤维编织物浸渍的树脂在软管的储存与运输等过程中不挥发并在软管充气时使树脂尽量均匀分布。软管固化完成后，内膜需从内衬管里拉出。

5）预置绳：软管生产时预置在软管内膜中用于拉入紫外灯牵引绳的绳子。

管道整修材料

 光固化材料生产线

排水管道运维管理

排水管道的运维管理分为五个系统，分别是直播监理系统、巡检考核系统、检测养护修复综合管理系统、排水监测信息管理系统、大保护综合管线管理系统。

对于大型的项目，例如黑臭水体治理，需要普查、清淤、检测、修复综合治理，管网的项目管理非常关键。中仪股份将所有的动态检测、巡检、管网修复疏通、检测、普查，全部纳入到整个智慧大数据平台里，根据不同的项目制定了相应的智慧化管理平台，并且在许多项目中取得了很好的效果。

人员管理、设备管理、检测轨迹管理、检测视频管理；实现管理人员实时监控工程施工状况、便于监理人员实时监控现场作业规范，设备实时定位、检测轨迹管理、成果实时监督。

城镇排水直播监理大数据平台

中仪股份武汉水务局可视化平台，可以对武汉市水务局下属的区水务局考核评分，并且要打分考核，对于所有设备实时检测的数据，直接可以做云端查看，在办公室就可以对每个设备实现在线监测，了解设备在哪里，正在进行什么作业，作业项目是什么。

巡检计划制定、养护计划制定、巡检人员监控、巡检绩效管理、运维考核管理。巡检人员全面掌握排水管网分布情况，实时监控巡检人员外勤轨迹，有效监管外业巡检业务，实现量化考核。

武汉市排水管渠运维提质增效巡检考评系统

中仪股份参与的典型黑臭水体治理项目中，有对186公里的管道检测、清淤养护、修复综合管理系统，经过治理以后，由黑臭水体变成劣五类。

管网分析、数据查询统计，专题图展示、检测数据管理、三维地形管理；以二维、三维电子地图全方位，多维度对排水管网及附属设施进行展示，提供专题展示、数据查询、检测视频回放等功能。

小蓝经开区排水管网信息系统

在开发区项目中，开发区智慧排水检测管理系统，实现了对排水管道浓度的实时监测。

监测设备管理、监测点分布专题图、监测指标管理、监测数据管理。实现对管网的实施动态监测，如：常规的液位，流量，雨量监测，同时也包含水质监测等。

开发区智慧排水管理系统

另外，中仪股份参与的河流治理保护地下管线项目中，实现了对4000多公里的管道检测监控。

综合管线管理、泵站设施管理、泵站巡检管理、远程自动化控制、污水厂设施管理等。将GIS、BIM、自动化控制技术进行融合应用，结合厂、站、网一体化排水流程体系，实现提质增效。

河流治理保护地下管线信息管理系统

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