排水管網(wǎng)是城鎮(zhèn)市政基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城鎮(zhèn)的“地下生命線”。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的排水管網(wǎng)規(guī)模不斷擴大。然而，在排水管網(wǎng)總量增加的同時，排水管網(wǎng)在長期使用過程中由于缺乏周期性的維護，導(dǎo)致管道內(nèi)部出現(xiàn)了不同程度的缺陷、損壞，給城市安全留下了不小的隱患。
一、排水管網(wǎng)常見缺陷及其原因
由于管網(wǎng)服役時間長，管道內(nèi)部缺陷范圍廣且普遍，如管道破裂、變形、錯口、脫節(jié)等，其造成的危害相對更加嚴(yán)重，不僅容易導(dǎo)致城市污水漫溢、雨水漬澇，而且可能引起路面坍塌，威脅到市民的財產(chǎn)以及生命安全。
▲管道結(jié)構(gòu)性和功能性病害
1、管道變形
管道變形是由于管道受外力擠壓造成管道形狀變異，管道變形的原因可能是施工操作不規(guī)范、周圍土壤狀態(tài)改變、地基沉降、管道上方荷載尤其是道路上方車輛的動負(fù)荷影響等。
2、管道破裂
管道破裂缺陷影響因素較多，管齡、管徑、埋深、土壤及接口密封性等因素具有顯著相關(guān)性，當(dāng)管道發(fā)生破裂缺陷時，管道內(nèi)部與外部環(huán)境連通，在地下水位低于管內(nèi)污水水位時，污水通過破損處進入外部土壤中污水處理廠運行不穩(wěn)定污染周圍環(huán)境，在地下水位高于管內(nèi)污水水位時，地下水進入污水管內(nèi)。
3、管道腐蝕
管道腐蝕的主要因素為污水水質(zhì)、管內(nèi)流速、溫度、管齡等。管道腐蝕缺陷在混凝土管和鋼筋混凝土管中較為常見。由于混凝土管和鋼筋混凝土管的耐酸堿腐蝕及抗?jié)B性較差，在污水管道中由于管道所承載污水中腐蝕性較強，易發(fā)生腐蝕類型缺陷。在嚴(yán)重的情況下，管道混凝土部分會被全部腐蝕，在地下水位較高地區(qū)會隨之帶來的地下水入滲及污水外滲與土壤進入等問題。
4、管道錯口、脫節(jié)
由于管道接口十分脆弱，施工、管理不當(dāng)或地基變化均可導(dǎo)致接口錯位、脫節(jié)、接口損壞等問題，在后期維護中也難以修復(fù)，造成缺陷積累，容易引發(fā)其他類型的管道缺陷。
5、管道滲漏
排水管網(wǎng)發(fā)生滲漏的原因多種多樣，可以分為內(nèi)因與外因兩類。管道出現(xiàn)滲漏的內(nèi)因是管道的材料、附屬設(shè)備的質(zhì)量及施工質(zhì)量，如排水管網(wǎng)的管材出現(xiàn)裂縫、壁厚達不到設(shè)計要求等。配套的附屬設(shè)備變形老化、使用的管材不符合實際要求、管件與管道連接不緊密等許多質(zhì)量、規(guī)格與性能的問題也會造成排水管網(wǎng)在施工及使用過程中的滲漏。
管道滲漏的環(huán)境因素主要是地基與基礎(chǔ)、管渠回填土等外界綜合因素。如地基承載力不足使管道下陷，導(dǎo)致管節(jié)脫落而漏水；當(dāng)外界溫差很大時，對溫度敏感的塑料排水管容易受損而導(dǎo)致滲漏；酸、堿土壤也會腐蝕管道，導(dǎo)致管道破損滲漏。
6、管道障礙物與沉積
污水管道中障礙物與沉積缺陷多存在于缺乏日常維護管理的城市管道，在管道較長、管徑較小、水力坡度較小等條件會增加管道堵塞率，并且埋深與植被狀況是與管道堵塞相關(guān)的因素。
排水管網(wǎng)沉積物過多會導(dǎo)致排水管網(wǎng)過水能力下降，當(dāng)城市遭遇暴雨襲擊時，排水管網(wǎng)的排水能力受限會導(dǎo)致雨水在路面存積，進而影響城市交通，帶來事故隱患。
二、排水管網(wǎng)的排查方法
目前，排水管網(wǎng)排查方法主要分為三大類：視覺檢查法、電磁檢查法、水質(zhì)水量檢查法。
視覺檢查法：包括觀察法以及數(shù)字化排查，其應(yīng)用最廣泛；
電磁檢查法：主要依靠探地雷達進行排查，在排水管道排查中常作為輔助手段；
水質(zhì)水量法：包括水質(zhì)檢查法和水量檢查法，可快速鎖定管道問題區(qū)域。
1、視覺檢查法
（1）觀察法
觀察法包括煙霧實驗、染色實驗。煙霧實驗是指在檢查井放置煙霧發(fā)生器，將大量惰性煙霧吹入污水管道并在相鄰雨水管道排口或地面觀察是否有煙氣冒出，以此確定問題點位，可用于分析管段雨污混接或地下水入滲問題。
染色實驗是指通過向雨水管段注入大量含有無毒染料的水來模擬降雨，觀察污水管網(wǎng)中是否有染料存在，從而確定污水管網(wǎng)是否有雨水管網(wǎng)接入，主要應(yīng)用于雨污混接的排查。
（2）數(shù)字化排查
數(shù)字化排查是利用CCTV、聲吶以及傳感器等設(shè)備對排水管網(wǎng)進行排查，通過分析攝像頭記錄的影像資料、聲吶圖像，判定是否存在雨污管網(wǎng)混接、地下水入滲或其他管道缺陷等情況。由于管道地形環(huán)境不同，需要不同的管道機器人裝備進行排查，如安透可作為國內(nèi)管道機器人研發(fā)制造的先驅(qū)，已開發(fā)出輪式、履帶式、螺旋式、潛航器等多種管道排查機器人，可適用于無水、半水、半泥、滿水等全工況進行數(shù)字化排查。管道機器人排查最大的優(yōu)點是可以將排水管網(wǎng)內(nèi)部的情況通過影視資料可視化呈現(xiàn)出來，結(jié)果真實可靠。
2、電磁檢查法
電磁檢查法利用發(fā)射的電磁波在地下傳播遇到不同的電性差異界面時發(fā)生反射現(xiàn)象，通過對接收到的反射電磁波波形、頻率等特征的分析進而判斷排水管道壁厚、測量土壤層的孔隙深度和尺寸、檢查管道與周圍土壤之間是否掏空以及管道缺陷等情況。
3、水質(zhì)、水量檢查法
（1）水質(zhì)檢查法
水質(zhì)檢查法是利用某些表征污水特征的物質(zhì)對管道進行排查，目前主流的方法為特征因子法。通過排查生活污水、地下水、雨水等水源間的水質(zhì)差異性，尋找表征某種水源的特征因子，進而找到水源點。一般來說，如果排水管網(wǎng)中存在本不該進入的生活污水、雨水或地下水等，勢必造成原生水體特征因子濃度發(fā)生變化，因此通過對排水管網(wǎng)中特征因子的排查，可定性、定量判斷雨污混接、地下水入滲與污水外滲問題。
（2）水量檢查法
水量檢查法是利用排水管道中水量的變化情況對管道進行排查的一種手段，常見的計算方法分為夜間最小流量法以及水量平衡分析法。水量檢查法的優(yōu)點是通過對理論進水與實際進水的差異，能夠快速判斷排水管道的外水量，可作為地下水入滲及外水入侵的重要判別手段。缺點是人力物力耗費大，且排查范圍內(nèi)的排水管網(wǎng)需具有較好的獨立性，范圍不宜太大，否則計算過程中會涉及多種用水功能區(qū)，使排查結(jié)果存在偏差。
除了上述排查方法外，目前市場上還有其他新興的排查方法，比如超聲波檢查法與分布式光纖溫度感測 （DTS）技術(shù)，不過由于技術(shù)限制，這兩種方法極易受到外界因素的干擾，并不能適應(yīng)實際項目生產(chǎn)的需要，目前并沒有大規(guī)模應(yīng)用于實際項目中，尚處于研究階段。
三、管網(wǎng)排查實踐總結(jié)
1、單一排查方法存在局限性
我國排水管網(wǎng)建設(shè)較為復(fù)雜，存在分流和合流排水體制并存、排水管網(wǎng)長期高水位運行等問題，導(dǎo)致排查工作難以開展。單一的排查方法都具有一定的弊端，因此需要基于我國排水管網(wǎng)現(xiàn)狀，可以運用綜合排查方法開展排水管網(wǎng)排查與診斷工作。
例如，綜合利用水量水質(zhì)檢測技術(shù)與管道機器人數(shù)字化排查，通過水量水質(zhì)分析確定管道污水分布情況和來水情況，縮小管道檢測范圍，然后利用機器人數(shù)字化排查技術(shù)查明管道問題，縮短排查周期，降低經(jīng)濟成本。
2、數(shù)字化排查與智慧運維平臺相結(jié)合
隨著技術(shù)的發(fā)展，排水管網(wǎng)的運行可以依托數(shù)字化手段對管網(wǎng)運行進行監(jiān)測。
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