杨梦轩 | 城镇排水管网检测技术及装备介绍

“产业前沿”系列讲座【第四讲】

杨梦轩

北控水务集团

运营管理中心污水管网管理经理

“管网的一生就像人的一生。”

城镇的快速发展中，管网问题不可避免。新时代下的管网检测设备和方法有哪些？面临哪些问题？将来的发展方向在何处？5月19日，北控水务集团运营管理中心污水管网管理经理杨梦轩先生在“北控水务杯“第四届”互联网+“生态环境创新创业大赛“产业前沿”系列讲座（第四讲）中做了题为“城镇排水管网检测技术及装备介绍”的分享，从实际出发，介绍了管网基本情况，展示了管网检测技术及设备，分析了现存问题和痛点，为参赛者做出了创新指导。

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管网处于飞速发展的阶段

随着我国城镇化建设进程的加快，城市人口已经向密集型方向发展，高层、超高层建筑层出不穷，大型、特大型城市的出现以及最近几年频发的极端天气，都给城市的排水系统带来极大的考验。

随着《城镇排水与污水处理条例》、《水污染防治行动计划》（水十条）、《城镇污水处理系统提质增效工作指南》等政策文件陆续发布，管网问题越来越受到关注。其中，《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》要求运用现代工具、以智慧手段提升管网管理水平：补齐城镇污水收集管网短板，将城镇污水收集管网建设作为补短板的重中之重；推动信息系统建设，开展管网摸底排查，为设施运行维护管理、污染防治提供辅助决策。《城镇污水处理系统提质增效工作指南》中明显提高了提质增效机制下的考核要求，政府也相应的对项目加大了运营维护费用投入。通过打造集约、高效、智慧、具备服务拓展性的运营模式，提高运行效率，减少不必要的生产成本，从而带来更高收益。

这一切表明管网产业正处于蓬勃发展的阶段。

以往管网分类和分布

与城市的快速发展难以匹配

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管网分为三类，雨水管网、污水管网和合流制管网。收集生活污水及工业废水的管道为污水管网；收集雨水和冷却水等污染程度较低，不经过处理直接排入水体的管道为雨水管网；雨水和污水收集无法分开，必须使用同一条管道运输、排放的管网叫合流制管网。

当前国家大力推行的分流制改造，主要针对以合流制管网为主的老城区，这些城市在规划时就尚未将雨水及污水管网分开设计，导致污水排河情况频频发生。分流制改造对于管网管理和提升百姓生活品质、建设生态城市非常重要。但管网的改造涉及多方政府部门，拆迁、新建等诸多问题，实施落地面临诸多困难。

从排水管网GIS图可以看到，管网敷设非常规律，呈神经结构。从小区到街区，管网由小到大，越是排水前端，管网管径越小。以污水为例，小区下水道这部分从排水用户引出的管网叫户线；户线汇集到街道下更粗的管网中，就是支线；支线再汇集，排入更大的管网，就是次干线；次干线再汇集就排入到干线，最后排入我们的污水处理厂。

我国大部分城市由于历史原因，欠账较多，排水管道建设滞后严重，大部分排水管道不成系统，排水能力差。特别是城市的旧城区，排水系统的建设跟不上城市的发展速度，存在着大量的合流制管网，这就造成了很多城市在主汛期会发生严重的城市内涝，这不仅给广大居民带来生活上的不便，更带来极大的财产损失，例如北京、武汉都曾发生过严重的内涝事件。

这些问题的解决有赖于良好的管网管理系统。

排水管网需要“全生命周期”管理

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杨老师说；“管网的一生就像人的一生，我们需要去关注它的生老病医终”。“生”，就是一个城市的地下管网从规划开始，通过设计、建设到投入运行的过程，这个过程就像一个新生儿，成长过程短暂，但却十分的重要，以北京为例，从1000万人口增长到2200万人，早期规划难以跟上城市的快速发展。现在很多补救的措施都是因为当初的规划设计没有考虑到城市飞速的发展所导致。作为规划、设计者，必须从一开始就做好充足的规划准备，给“新生儿”做好“教育投资”，只有这样，以后的工作才能顺理成章。“老”，就是一个成长的过程，就是让建设好的管网能够平稳的运行。一个人必须保持一个好的身体，才能作为工作的基石，管网也是一样，需要养护，如果建完不管了，就会出现各种的淤堵、冒水、私接、导致管网的老化、腐蚀；“病”，就是对管网运行状况的诊断。像给人做胃镜一样，管网诊断也是用设备去看，医生是看病人身体里面有没有溃疡，有没有肿瘤，管网检测看的是管网的病害；“医”，需要找出针对病害的方案，开方医治。例如，没坏的管网需利用养护手段进行冲洗，管道坏了的要开挖换管，或者做非开挖修复，比如紫外光固化、内衬修复、胶浆修复，多发挥它的剩余价值；“终”，一般来说，一座城市管网可以正常使用40年左右， 老化严重以后无法再通过养护获得良好的工作状态，重置报废，管网的一生就结束了。

检测方式与检测设备息息相关

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最早的检测以人工为主，安全隐患高，为了解决这个问题，迎来了机械化替代。一个检查井需要四个人不停工作3小时，效率低下，而自动化的大型设备，效率明显提高，安全性更好。

排水管网主要检测设备主要有三大类（文末有详细介绍）。第一类是管道机器人，俗称CCTV。可以通过机器人在管道中行走，获取管道内部影像，对影像进行病害判读并一键生成检测报告。第二类是管道潜望镜，俗称手持，可以通过摄像头的变焦变倍功能，在管道口摄录管道内部影像，对管道内部病害进行判读。第三类是管道声呐检测系统，俗称小船儿，可以通过超声波的方式对有水管道进行大型的结构性缺陷或淤泥沉积量进行检测，是对视频检测的有效补充。

检测设备的使用讲求安全性、可靠性和客观性。安全性，即杜绝人员进入管道可能发生的人身伤亡事故；可靠性，即检测数据，包括视频文件、数据信息等直观可靠并可长期保存；客观性，即统一标准评估，消除人为因素（经验、技术技能）对评判结果的干扰。

参赛选题建议

最后，杨老师为大家总结了管网方向三个方面的选题建议

▲满管水的情况下，如何检测

▲ 压力管网如何检测

▲如何提高检测效率，降低检测成本

直播间问答

Q

管道漏砂怎么办？

杨梦轩：这是一个修复的问题，漏砂属于结构性变化，通常是由于砂地处管道存在沉积塌陷。建造时期可以通过设计去解决，维护中需要工程化手段解决。

Q

能否不停水检测？

杨梦轩：声呐技术可以带水作业，管内空间足够的情况下能够不停水检测，但是满管无法检测。

Q

探地雷达的应用前景如何？

杨梦轩：探地雷达不常用，因为需要特别专业的人员经过很长时间的学习才能准确地进行检测。并且，一般管网也不一定都是在平整的大街上，如果是在不平整的路面上，或地上有构筑物、附着物，探地雷达较难进行。 

管网养护设备

排水管网主要检测设备主要有三大类。

管道机器人

采用闭路电视系统进行管道检测的方法，叫做电视检测，简称CCTV（Close Circuit Television Inspection）检测。由爬行器、电动电缆盘、控制器和显示器组成。主要用于管道内部状况及排水管道健康检测，它是国际上目前用于管道状况检测最为先进和有效的手段。CCTV检测可以作为排水管道健康检查及新建排水管渠的验收的有效手段，对开展市政排水管道管理和养护的协作工作，发挥了巨大的辅助决策作用。应用在新管道验收、管道日常维护、管道普查、管道修复等场合。应用管道直径一般在200～2000mm之间。开始检测前一般要对管道进行疏通、清洗，且降低水位使其不大于管道直径的20%。过高动力会受到影响，也可能会遮挡摄像头。

管道潜望镜

采用管道潜望镜在检查井内对管道进行检测的方法叫做管道潜望镜检测，简称QV手持检测。由镜头、主控制器单元、显示存储单元、标准控制杆和控制电缆等部件组成。主要用于管道快速摄像检测。适用管径：100～2000mm。适用环境：城市雨水、污水、合流管道及城市供水、工业废水等管道。手持检测可以看到管道内部破损、裂缝、变形及淤积情况的高清图像及视频，具有集成度高，操作简便的特性，是目前最为便捷，性价比最高的管道检测机评估设备。对管道内部状况进行初步检查，水位不宜大于管径的1/2，检查结果仅作为初步评估的依据。

管道声呐检测系统

声呐检测是一种采用声波探测技术对管道内水面以下的状况进行检测的方法。声纳检测仪采用了声学方法检测充满液体的管道内部情况，利用声波对水下物体进行探测和定位识别，无需排干管道内部的液体，即可获得充满液体的管道内部破损、淤积等相关数据。主要用于有水环境，管网轮廓测量、变形与淤积量测量等。声呐检测一般应用在口径较大、无法封堵停水、清淤困难等情况特殊的管道场合，比如：主干管道、方涵、方渠等。应用管道直径一般在600～6000mm之间。

供稿/   张   觅

编辑/   申文秀

策划/   朱   蕊

监制/   冀广鹏

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