范謹(jǐn)寧

（中鐵二十二局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶 400700）

隨著信息時(shí)代的逐漸到來(lái)，地下管網(wǎng)資料的數(shù)據(jù)更新、規(guī)范已迫在眉睫。排水管網(wǎng)的調(diào)查優(yōu)先采用簡(jiǎn)單、有效的傳統(tǒng)手段，如直接開(kāi)井量測(cè)等。由于廠區(qū)排水管網(wǎng)深埋于地下，具有不透明性、管線縱橫交錯(cuò)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、信息量及查詢量大、不間斷運(yùn)行使用等特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)地調(diào)查、探測(cè)全面準(zhǔn)確地掌握所有排水管網(wǎng)的各種情況，獲取詳實(shí)的第一手資料，并通過(guò)探測(cè)建立起供水管網(wǎng)的各種屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，為實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)的計(jì)算機(jī)管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1-2]。通過(guò)普查現(xiàn)狀為后續(xù)改造設(shè)計(jì)和施工提供有效的數(shù)據(jù)，從而為整個(gè)項(xiàng)目的順利完成和達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)提供條件，因此需要對(duì)現(xiàn)有的排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行全面的摸底調(diào)查。

但對(duì)于情況復(fù)雜的地下管道，不容易通過(guò)直觀調(diào)查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為避免開(kāi)挖對(duì)茅臺(tái)酒廠區(qū)的生產(chǎn)、交通造成嚴(yán)重影響，避免對(duì)廠區(qū)環(huán)境、道路、地下管線造成破壞和浪費(fèi)，主要采用非開(kāi)挖的管網(wǎng)儀器探查，如管道電視檢測(cè)系統(tǒng)（CCTV 爬行器）、管道潛望鏡（QV）等檢測(cè)手段，對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行探測(cè)。

1 工程概況

茅臺(tái)廠區(qū)排水管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)已基本形成清、污分流的管網(wǎng)系統(tǒng)，包括生產(chǎn)廢水管網(wǎng)系統(tǒng)、生活污水管網(wǎng)系統(tǒng)、雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。但自50年代開(kāi)始廠區(qū)的建設(shè)以來(lái)，由于建設(shè)時(shí)間跨度大、設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的提高及管網(wǎng)的老化損壞，導(dǎo)致現(xiàn)在廠區(qū)各個(gè)排水管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)均存在清污混流的問(wèn)題。

本次升級(jí)改造屬環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施改造建設(shè)項(xiàng)目。施工范圍包括制酒一至二十車間、制曲一至六車間、廠區(qū)所有酒庫(kù)、包裝車間、低度酒車間、辦公區(qū)域及廠區(qū)通向下游的全部沿河污廢水主管、雨水排洪溝等排水管道，總面積約為2.20km2，改造總長(zhǎng)約51km。

2 排水管網(wǎng)探測(cè)應(yīng)用

2.1 排水管網(wǎng)探測(cè)的目的

（1）掌握廠區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng)位置、關(guān)系、走向、標(biāo)高、埋深、管徑、管道材質(zhì)等詳細(xì)資料。

（2）了解各排水管道的滲漏、塌陷等功能性缺性和結(jié)構(gòu)性缺陷狀況，以及雨水、冷卻水、生活污水、生產(chǎn)廢水管網(wǎng)的錯(cuò)接、混接情況。

（3）為管網(wǎng)升級(jí)改造的設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)，便于今后管網(wǎng)的維修、養(yǎng)護(hù)。

（4）為廠區(qū)排水管網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

（5）為分析廠區(qū)管網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)的問(wèn)題提供有力依據(jù)。

2.2 排水管網(wǎng)探測(cè)

排水管線探查應(yīng)在充分搜集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，采用實(shí)地調(diào)查與儀器探查相結(jié)合的方法進(jìn)行。排水管線的探測(cè)工作實(shí)際上以外業(yè)實(shí)地調(diào)查為主，再輔以管線探測(cè)儀和地質(zhì)雷達(dá)勘查等技術(shù)手段調(diào)查排水管線的相關(guān)位置及狀況[3]。

2.2.1 管線探測(cè)儀（RD6000）

管線探測(cè)儀（RD6000）主要適用于金屬管線探測(cè)進(jìn)行探測(cè)，該系列型管線探測(cè)儀是利用內(nèi)置的水平線圈來(lái)測(cè)定電磁場(chǎng)的垂直分量，利用兩只垂直排列的線圈測(cè)定電磁場(chǎng)的水平分量，對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行放大、運(yùn)算等一系列處理而得到管線的位置與埋深等結(jié)果，通過(guò)操作儀器面板上的切換開(kāi)關(guān)達(dá)到各種探測(cè)的目的。該儀器除可以利用自身產(chǎn)生的主動(dòng)源信號(hào)探測(cè)管線外，還可以利用管線中傳導(dǎo)的P 波（電力電纜自身攜帶的50Hz 信號(hào)及鄰近電纜、電力游散電場(chǎng)等在金屬管線中感應(yīng)的電流所產(chǎn)生的二次場(chǎng)）、R 波（各種無(wú)線電臺(tái)發(fā)射的電磁場(chǎng)及周圍分布的電纜產(chǎn)生的電磁場(chǎng)等在金屬管線中感應(yīng)的電流所產(chǎn)生的二次場(chǎng)）等被動(dòng)源法在盲區(qū)內(nèi)進(jìn)行管線掃描探測(cè)，可選擇多種頻率（512Hz、8kHz、33kHz、65kHz 等）。

2.2.2 地質(zhì)雷達(dá)（GSSI）

本次普查范圍內(nèi)由于暗溝較多，故普查過(guò)程中采用國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的GSSI地質(zhì)雷達(dá)對(duì)此類疑難暗溝進(jìn)行全方位探測(cè)。

地質(zhì)雷達(dá)主要適用于非金屬管道，檢測(cè)是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式，其工作過(guò)程是由置于地面的發(fā)射天線發(fā)送入地下一高頻電磁脈沖波，地層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層可以根據(jù)其電磁特性如介電常數(shù)來(lái)區(qū)分，當(dāng)相鄰的結(jié)構(gòu)層材料的電磁特性不同時(shí)就會(huì)在其界面間影響射頻信號(hào)的傳播，發(fā)生透射和反射。一部分電磁波能量被界面反射回來(lái)，另一部分能量會(huì)繼續(xù)穿透界面進(jìn)入下一層介質(zhì)，電磁波在地層系統(tǒng)內(nèi)傳播的過(guò)程中，每遇到不同的結(jié)構(gòu)層會(huì)在層間界面發(fā)生透射和反射，由于介質(zhì)對(duì)電磁波信號(hào)有損耗作用，所以透射的雷達(dá)信號(hào)會(huì)越來(lái)越弱。

探地雷達(dá)主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理機(jī)和終端設(shè)備（計(jì)算機(jī)）等組成。探地雷達(dá)是利用高頻電磁波束的反射來(lái)探測(cè)目標(biāo)體的。其方法是要求測(cè)線垂直管狀目標(biāo)體連續(xù)掃描，在目標(biāo)體上方接收到來(lái)自管狀目標(biāo)體的反射回波，不同頻率天線發(fā)射電磁波穿透地層能力不同，根據(jù)暗溝埋設(shè)深度不同選取特定頻率的天線。

2.3 排水管道探測(cè)

2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

排水管網(wǎng)普查除了調(diào)查排水管網(wǎng)的空間位置外，還應(yīng)對(duì)管道現(xiàn)狀運(yùn)行狀況進(jìn)行初步調(diào)查，如檢查井內(nèi)的淤積情況、連接管道的流水暢通情況等。通過(guò)巡視管道上方路面沉降、裂縫和積水情況；檢查井冒溢和雨水口積水情況；檢查井和雨水口周圍的異味；其他異常情況可以對(duì)管道缺陷類型進(jìn)行初步判斷管[4-5]。

2.3.2 管道內(nèi)窺（QV）檢測(cè)

QV 管道潛望鏡是管道快速檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的手柄將高放大倍數(shù)的攝像頭放入窨井或隱敞空間對(duì)排水管道進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)排水設(shè)施的窨井非常適用，具有人員無(wú)需下井、速度快、焦距可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。檢測(cè)條件為管道內(nèi)水位宜≤管徑的1/2，管段長(zhǎng)度＜50m。具有受檢測(cè)條件限制小，檢測(cè)效率高的特點(diǎn)。

2.3.3 CCTV 檢測(cè)

管道CCTV（Closed Circuit Television）檢測(cè)是采用先進(jìn)的CCTV 管道內(nèi)窺電視檢測(cè)系統(tǒng)，在管道內(nèi)自動(dòng)爬行，對(duì)管道內(nèi)的銹層、結(jié)垢、腐蝕、穿孔、裂紋等狀況進(jìn)行探測(cè)和攝像，根據(jù)檢測(cè)的影像數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件和人工判讀確定管道缺陷類型及尺寸，并利用軟件對(duì)管道健康狀況進(jìn)行評(píng)估，出具管道的評(píng)估報(bào)告，為管道驗(yàn)收、維護(hù)等提供依據(jù)。是目前國(guó)內(nèi)外排水管道最主要的檢測(cè)方法。適用于管道詳查、管道普查、管道驗(yàn)收、管道修復(fù)。在管道內(nèi)水位低于管徑的20%、淤積和障礙物較少情況方可檢測(cè)。具有簡(jiǎn)便直觀、適用性強(qiáng)、精度高等特點(diǎn)。

2.3.4 管道聲納檢測(cè)系統(tǒng)

采用聲波掃描技術(shù)對(duì)管道內(nèi)水面以下的狀況進(jìn)行檢測(cè)的方法，利用牽引或動(dòng)力裝置，將水下聲納探頭送入管道內(nèi)部，對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行聲波掃描檢測(cè)。通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析判斷管道水下部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、淤積狀況、以及管道缺陷。針對(duì)管網(wǎng)復(fù)雜，管道由于無(wú)法控制、降低水位或因生產(chǎn)無(wú)法截流停水等原因，而難以進(jìn)行內(nèi)窺檢測(cè)，宜用于管道內(nèi)水位較高，電視檢測(cè)等方法無(wú)法檢測(cè)管道。檢測(cè)時(shí)管道內(nèi)水深應(yīng)＞300mm。可以檢測(cè)判斷管道水下部分的缺陷、計(jì)算淤積程度。

2.4 管線探測(cè)儀器統(tǒng)計(jì)

需用到的管線探測(cè)儀器有：1 臺(tái)RD6000PXL/T10 管線探測(cè)儀、5 臺(tái)X1-BQV 管道潛望鏡、1 臺(tái)CCTV 管道機(jī)器人、1 臺(tái)TVS-600CCTV 管道機(jī)器人、1 臺(tái)GSSI 地質(zhì)雷達(dá)、1 臺(tái)1512USB 管道聲納檢測(cè)系統(tǒng)。

3 檢測(cè)成果

使用內(nèi)窺檢測(cè)數(shù)據(jù)檢查系統(tǒng)軟件，對(duì)聲納數(shù)據(jù)、CCTV 及管道潛望鏡檢測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)檢查及處理，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)檢查、管網(wǎng)數(shù)據(jù)與內(nèi)窺數(shù)據(jù)合并入庫(kù)、數(shù)據(jù)掛接、數(shù)據(jù)處理、管網(wǎng)評(píng)估、多媒體資料掛接等處理過(guò)程，生成結(jié)構(gòu)缺陷評(píng)價(jià)表、功能缺陷評(píng)價(jià)表、檢查井照片表。

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管網(wǎng)的摸查，廠區(qū)內(nèi)生活污水管、生產(chǎn)廢水管以及雨污管道均存在破損、變形、脫節(jié)的情況。整個(gè)廠區(qū)功能性缺陷共1323 個(gè)：一級(jí)缺陷共436 個(gè)；二級(jí)缺陷共591 個(gè)；三級(jí)缺陷共179 個(gè)；四級(jí)缺陷共117 個(gè)，見(jiàn)表1。

表1 老廠區(qū)管道功能性缺陷統(tǒng)計(jì)表

整個(gè)廠區(qū)結(jié)構(gòu)性缺陷1335 個(gè)：一級(jí)缺陷共357 個(gè)；二級(jí)缺陷共615 個(gè)；三級(jí)缺陷共295 個(gè)；四級(jí)缺陷共68 個(gè)，見(jiàn)表2。

表2 老廠區(qū)管道結(jié)構(gòu)性缺陷統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)束語(yǔ)

非開(kāi)挖管網(wǎng)探測(cè)技術(shù)有效的避免開(kāi)挖對(duì)茅臺(tái)酒廠區(qū)的生產(chǎn)、交通造成嚴(yán)重影響，同時(shí)通過(guò)管網(wǎng)普查及檢測(cè)成果徹底摸清茅臺(tái)酒廠廠區(qū)排水管網(wǎng)情況，依據(jù)管、溝探測(cè)的缺陷檢測(cè)評(píng)估成果，對(duì)存在功能性、結(jié)構(gòu)性缺陷的管、溝合理確定重建或修復(fù)方案，為建成完善的茅臺(tái)酒廠清污分離系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。