管网检测修复如何实现由粗犷运营到智慧精细化转型升级？

8月2日到3日，“2022（第二十届）水业战略论坛”在京召开。在论坛上，武汉中仪物联技术股份有限公司副总经理冯成会结合水环境治理项目实例，分享智慧管控下管道检测与修复的服务模式升级之路。他在论坛上表示，城市水环境生态修复治理中，明确污染表象在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网。利用人工智能技术，对多病害和多因素耦合作用下的“地下排水管网运行安全”进行量化评估及修复更新，构建物联网监控的智慧排水运维平台。

冯成会

虽侧重点不同，但管网健康运行是各环节、各单位的共同目标

近年来，中央生态环境保护督察组查实的许多突出生态环境问题中，黑臭水体污染问题频繁出现，行业内常说的一句话是“黑臭在水里，根源在岸上，关键是排口，核心是管网。” 。管网一直是我国污水处理中的短板，管网覆盖不足、漏损、客水挤占管网、错接混接、溢流等问题普遍存在，这也正是我国污水处理率高但污水收集处理率仍比较低，黑臭水体频发的主要原因。

对于管网漏损等问题如何解决，冯成会按照施工顺序从排水管网运维场景描绘开始介绍，他谈到，从业务类型上来分析，排水管网运维业务主要分为以下六点：

1、 探测——前期管网调查测绘，收集整理管线数据并执行质检入库，建立信息平台。

2、 检测——定期详查检测，评估管网运行状况，依评估结论明确养护与修复需求建议。

3、 养护——根据管道功能性状况评估结论来制定管道养护方案及预算，并实施作业。

4、 修复——根据管道结构性状况评估结论来制定管道修复方案及预算，并实施作业。

5、 巡查——日常执行管网巡查，即时上报问题并追踪处置结果，考核评价运维质量。

6、 监测——实时监测管网关键节点，动态反馈管网运行状况，精准定位问题点或区位。

参与管网运维业务的各群体之间，有着共同的业务数据关注对象，并都是以排水管网健康运行为共同目标，但各有侧重点。

从业务群体上来分析，排水管网运维业务的主要参与单位和关注点为：

施工单位——关注各类管网运维业务的工程实施方案、进度、费用、质量、验收等。

设计单位——关注各类管网运维业务的方案及预算的咨询、设计。

监理单位——关注各类管网运维业务的方案进度、质量、费用、验收等。

建设单位——管网的建设单位也是管理单位，全方位关注管网运维工作的实施方案、进度、质量、费用、验收等。

用常规+量化的检测技术，完成排水管网作业

结合目前的业务实践来分析，排水管网运维业务的主要业务依据有：GB/T 51187-2016 《城市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则》、CJJ 181-2012《城镇排水管道检测与评估技术规程》、CJJ 68-2016《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》、CJJ/T 210-2014《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》、T/CAS 413-2020《排水管道检测与非开挖修复工程监理规程》、T/CECS 869-2021《城镇排水管网在线监测技术规程》、《城镇排水管道检测与非开挖修复工程消耗量定额 2020》等标准，这些标准全面覆盖管线探测、检测评估、养护疏通、修复更新、运维巡检、动态监测等业务。

冯成会介绍道，我国目前主要采取常规检测技术和量化检测技术来完成排水管网作业。

常规检测技术主要应用于管道内部检测，如应用于快速检测技术的X1-P1管道潜望镜，在管道内部进行详细探查的X5-HT4管道机器人以及适用于满水或者高水位的X7-DM动力声纳系统等。

量化检测技术主要应用于管道内部和检查井中，是很重要的检测技术，虽目前还未出台相关的国家标准，但在持续推进中。冯成会介绍道：“虽然量化检测技术目前还未出台相关国家标准，但中仪股份在参与制定地标过程中，正在努力推进该技术。该技术是至关重要的，量化检测不仅可以将管道修复工程定性定量后，通过修复设计套相关的公式计算出材料厚度，还可以对检查修复过程中使用材料的喷涂量进行控制。”

中仪股份目前的检测技术可应用到排水管道及检查井的量化检测、评估、排水管道修复质量的精准控制、新管竣工验收等，这些技术产品包括：全景激光测井、全景激光量化机器人、X7-T弹性波管道机器人、电法测漏仪等等。

对管网进行检测评估后来到修复阶段，冯成会根据不同的应用场景介绍了便携式光固化修复系统、可控点位修复系统、砂浆喷涂修复系统以及聚脲喷涂修复系统四项修复系统。

X120-UV便携式光固化修复系统，由移动式控制系统、传输电缆、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-DN1600。体积小、重量轻、外接发电机即可工作；同时又可与车辆分离，在狭小街道作业。该技术具有数字高清、无线操作、智能修复、节能环保的特点。

X120-D2可控点位修复系统主要由主控系统和气囊两部分组成，应用于排水管道点位缺陷点的修复，根据不同的管径选择规格对应的气囊，对破损点进行精准的修复。其主要的特点是高效、稳定、精准、可控，6分钟可修复一个破损点。

X120-SP砂浆离心喷涂系统，使用高速旋喷头产生的离心力将调配好的内衬浆料均匀、连续的浇筑到待修复检查井内壁，同时通过卷扬悬吊旋喷喷头在井内上下往复移动，从而在井壁形成厚度均匀连续的内衬。

该技术采用针对检查井修复研制的高性能复合砂浆材料，其施工特性、结构强度、抗渗及耐久性等方面是传统砂浆无法媲美的；采用该技术，可实现对老旧检查井的结构性修复。聚合物水泥基砂浆以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料，含增强纤维、石英砂骨料及其它改性添加剂；材料为生产线统一包装的成品，施工现场只需与适量的水充分搅拌即可使用。该技术拥有高效、环保、便捷、耐用的特点。

X120-JP聚脲喷涂修复系统由喷涂装置、卷线盘、聚脲喷涂机及辅助工具组成，主要适用于市政管网非开挖修复工程。系统采用全自动旋转喷涂技术，将充分混合的A、B两组聚脲材料均匀喷涂至待修复的管道内壁，迅速固化形成聚脲涂层。该系统具有高效修复、自动化操作、适应性强以及材料达到食品级安全认证的技术亮点。

针对问题对症下药，逐步走上管网智慧升级之路

目前在排水管道检测与非开挖修复中存在的三个问题：1、准入门槛低，施工人员的专业知识和技能有待进一步提高；2、标准不健全，检测、修复、材料使用等各个环节的标准规范目前还不完善，修复质量难以保证；3、监管不方便，传统的人工线下管理成本高、效率低，不能及时发现和处理施工中的各种问题。

面对这些问题，冯成会给出了3点解决办法：

1、加强技术培训：定期开展专业的检测评估与非开挖修复技术培训班，严格把控学习后的考核结果，让技术人员真正在理论和实践上打牢根基，成为合格的一线管网工作者。

2、完善相关标准：坚持继续完善各种施工和管理标准，出台类似于《城镇排水管渠实时远传数据规范》的施工管理标准，加强对施工全流程的精细化管理。

3、信息化运维监管：利用直播远传技术，搭建信息化、可视化的监管平台，对检测与修复现场、材料入库管理等进行远程实时监管，加强对施工过程和质量的把控，建立排水管网全生命周期的运维管理平台。

中仪股份作为深耕于管网细分领域的企业，对问题解决方案也作出了很多贡献与实践。

技术培训方面：中仪股份已连续多年承办住建部排水司《城镇排水管道检测与评估技术规程》宣贯暨排水管道检测与评估岗位培训班，承办中国地质大学（武汉）城镇排水管道检测与评估及非开挖修复培训暨相关规程宣贯会；累计为行业输送专业的排水管网检测与修复技术人才达6000余人。

标准方面：近年来，中仪股份积极参与相关行标、团标、地标的修订与编制，累计参与超30条相关标准的修订与编制。

信息化运维方面：

中仪股份从源头排水户到末端纳水体，围绕“源-网-站-厂-河”一体化的核心业务，打造了《鲲鹏智慧排水平台》的多个子系统，助力排水管网信息化运维。

各子系统间实现数据共享，业务场景互补，根据实际情况可按需拆分部署应用，有利于分阶段逐步完成系统平台建设。也可整体打包部署应用，并支持其它业务子系统的后续扩展开发接入。

平台融合大数据、GIS、AI等先进技术，通过信息化、智能化手段，打造精细化的多级管控体系，及时掌握管网动态运行状况，全面提升排水管网的管理、运行和养护效率，提高排水管网的智慧化管理水平。

实施路线图

冯成会现场对鲲鹏-运维直播监理子系统、鲲鹏-智能检测评估子系统和鲲鹏-修复工程管理子系统进行了详细介绍。

鲲鹏-运维直播监理子系统：通过排水管网在线管理系统，能够在线查看巡查或整改过程数据，管网内部实时影像和施工作业轨迹信息，为排水监管考评提供数据基础。起到对作业安全监督、作业轨迹定位、成果质量把控、设备状态反馈的作用。

鲲鹏-智能检测评估子系统：实现AI在线缺陷评估、缺陷校核、报告输出等功能。可与检测采集软件和分析报告软件进行数据同步，多人协作评估，是鲲鹏平台的管网检测评估成果数据入口。该子系统60秒内即可判读一段检测视频，准确识别各种缺陷并进行等级判定，检测评估效率较人工提升3倍以上。

鲲鹏-修复工程管理子系统：实现项目的全流程、智能化、精细化管理，提升施工效率和质量。可对管道修复工程的设计、预算、施工、验收等，进行全生命周期管理，从项目和工单维度出发，进行审批、验收流程管理和进度把控。

用排水管网治理项目实例，彰显中仪股份技术优势

冯成会以小蓝经开区市政排水管网整治工程为例，介绍了中仪股份的排水管网升级之路。

该项目主要范围是南昌县小蓝经开区所在区域，东至迎宾大道、西至赣江大堤、北至东莲路、南至迎富大道，其市政主干道路的排水管网总长度约为310km。小蓝经开区的排水管道内部存在着大量不同程度的缺陷，主要包括破裂、错口、渗漏、腐蚀等10种结构性缺陷，以及树根、结垢、残墙坝根等6种功能性缺陷。冯成会介绍道：“结构性缺陷可能带来外来水入侵和污水渗漏以及导致路面坍塌等影响；功能性缺陷可能影响管道输送能力，导致内涝、污水溢流等。”

小蓝经开区管网不仅存在结构性和功能性缺陷，还存在着多处管网存在着不同程度的雨污混接情况。雨污混接一方面造成污水通过雨水管道直排水体，污染水环境；另一方面雨季时将导致大量雨水进入污水系统，影响污水处理效能，甚至造成污水溢流影响水环境。

综上所述，小蓝经开区存在水环境问题、内涝问题、污水厂运行问题和道路安全问题。 

针对小蓝经开区市政排水管网的情况，中仪股份给出了从初步诊断、系统排查到工程治理、长效管理的整体方案。

在工程整治过程中，首先对排水管道进行气体检测、气囊封堵、分工降水、清淤疏通以及CCTV检测，对管道进行清淤检测。然后采用开挖修复与非开挖修复技术结合的方式对管网缺陷进行了修复，非开挖使用了点状原位固化、双胀圈、紫外光固化、胀管、化学注浆、检查井离心浇筑、不锈钢快速锁等7种方法。整体项目实施通过信息化平台管理的方式，对工程进度、质量以及最后验收、业务审批等进行管理。

中仪股份通过清淤疏通将各连接管段打通，增加了雨污管道的过水能力，确保了排水管网的基本畅通，将为后续常态化养护工作的开展奠定良好的基础。为评估雨污混接改造阶段效果，项目前、中、后期由第三方水质检测单位对排水单元的排污出口、市政污水管网汇水点、污水厂进水口进行取样检测，分析水质情况。

管网缺陷评估发现各类缺陷共计13872处，缺陷等级以1、2级为主，均超过5000处；缺陷类型以错口、腐蚀、破裂、接口材料脱落、树根为主。混错接评估共发现526处混接点，其中277处为雨水接入污水，249处为污水接入雨水。

于是，中仪股份对管道结构性病害进行非开挖修复治理，确保管网健康运行。针对已实行雨污分流的区域开展雨污水管网错接、漏接整改；针对雨污合流或缺少污水管网的区域，原有管网稍作修理后作为雨水管网使用，另新建污水管进行雨污分流改造。

基于管网普查的基础数据，建立排水管网GIS系统，初步实现管网信息化、账册化管理。GIS系统中已录入约365公里管网数据，其中：污水管道143.3公里、雨水管道221.8公里。

通过对排水管网整治，该项目成效显著。2020年3月小蓝污水厂进水COD、氨氮、总氮浓度月平均值分别为172.86mg/L、7.23 mg/L、12.14 mg/L。至2020年11月，进水COD、氨氮、总氮浓度分别提升至224 mg/L、13.5 mg/L、18.3 mg/L。除总磷出现上下波动外，COD、氨氮、总氮的进水浓度均有明显提升。

最后，冯成会表示中仪股份作为供水排水行业的代表企业之一，作为智慧管网信息化整合运维的践行者，将继续与广大同仁携手共进，为推动水环境科学治理而不断努力。 

编辑：李丹