城镇给排水管网漏损检测与精准修复技术优化研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

石丽鹏

天津大港油田景盛石油技术服务有限公司

摘要

城镇给排水管网是保障居民用水安全与城市水环境治理的核心基础设施,漏损问题不仅造成水资源浪费,还加剧管网维护成本与环境风险。我国城镇给排水管网漏损率长期维持在10%以上,远超发达国家5%的平均水平。本文针对管网漏损检测精准度低、修复技术粗放等痛点,剖析“管网老化、检测滞后、修复不彻底”三大核心成因,提出“多维检测融合-分级修复适配-全周期管控”的技术优化体系,为降低城镇给排水管网漏损率提供技术支撑。


关键词

城镇给排水管网;漏损检测;精准修复;技术优化;全周期管控

正文


前言:城镇给排水管网承载着水资源输送与污水排放的关键功能,其运行稳定性直接关系民生保障与水资源利用效率。据住建部数据,我国城镇供水管网年漏损水量超80亿立方米,相当于1600个西湖的水量,污水管网漏损还会导致地下水污染、路面塌陷等次生灾害。传统漏损检测依赖人工巡检与听漏仪,漏点定位误差常超5米,修复多采用开挖换管模式,不仅成本高(单处开挖修复成本超2万元),还影响交通与居民生活。随着城镇化进程加快,老旧管网占比已超40%,漏损问题愈发突出。因此,开展漏损检测与精准修复技术优化研究,对节约水资源、降低运维成本具有重要现实意义。

1. 城镇给排水管网漏损成因及技术瓶颈

城镇给排水管网漏损是多因素长期作用的结果,核心成因集中在管网本身、检测技术与运维管理三方面。管网层面,老旧管网占比高,灰口铸铁管、混凝土管等材质服役超30年后,腐蚀、开裂问题频发,某北方城市调研显示,服役40年以上的管网漏损率达25%;施工质量缺陷如接口密封不严、管道基础沉降,会导致运行中出现结构性漏损。检测技术层面,传统方法存在明显局限:人工听漏受环境噪音干扰大,对深埋管道漏损识别率不足50%;单一仪器检测如超声检测仅能定位浅表漏点,无法识别管网暗漏与微小漏损。运维管理层面,缺乏全周期管控意识,管网档案不完整(约30%的老旧管网无精准坐标),漏损预警滞后,常等到路面出现积水才开展修复,错过最佳处理时机。此外,水压波动、温度变化等运行因素,也会加剧管道疲劳破损,引发漏损。

2. 漏损检测技术优化:多维融合精准定位体系的创新与实践  

针对传统漏损检测技术存在的效率低、精度差、成本高等瓶颈问题,通过技术创新与系统整合,构建了"前期全面普查-智能精准定位-持续动态监测"的三维一体式漏损检测体系。该体系以数字化、智能化技术为核心,实现了从粗放检测到精准治理的技术跨越。在前期普查环节,创新性地采用"物探技术+数字孪生"的复合模式,不仅运用高精度探地雷达和管道机器人内窥镜对地下管网进行全方位扫描探测,还利用GIS系统和BIM建模技术构建管网三维数字孪生模型,彻底解决管网档案不全的历史问题。同时,通过部署智能水表和压力传感器,采集管网运行大数据,应用机器学习算法建立漏损风险评估模型,将管网按风险等级划分为高(漏损率≥15%)、中(8%-15%)、低(<8%)三类区域,实现精准靶向检测。在精准定位环节,采用"阶梯式递进"的多仪器协同检测方案:首先使用电子听漏仪进行大面积快速筛查,然后利用相关仪和超声检测仪将疑似漏点范围缩小至3米内,最后通过分布式光纤传感技术和声波成像技术实现厘米级精确定位(定位误差≤0.5米)。针对非金属管道的检测难题,创新应用氦气质谱示踪法,通过注入惰性示踪气体并采用高灵敏度检测仪追踪泄漏路径,使塑料管道的漏点识别率突破90%的技术瓶颈。动态监测方面,构建了"物联网+AI预警"的智能监测平台,在高风险管段密集部署压力、流量、噪声等多参数传感器,利用边缘计算技术实现数据实时处理,通过深度学习算法建立管网健康状态评估模型,实现从"事后抢修""事前预防"的根本性转变。某南方城市实际应用表明,该体系使漏点定位效率提升12倍,微渗漏检出率提高至85%以上,年节水效益超300万元。

3. 精准修复技术优化:分级适配与微创升级的技术体系  

基于管网漏损程度、管材类型及周边环境等多元因素,建立了"分级修复+微创优先+绿色环保"的立体化修复技术体系,显著提升了修复效率与经济性。对于轻微漏损(漏水量<0.5m³/h),重点推广非开挖修复技术群:管道接口渗漏采用高分子注浆修复工艺,通过专用设备注入改性环氧树脂或聚氨酯浆液,在管道内外壁形成弹性密封层,单点修复成本控制在3000元以内,施工时间压缩至8小时;针对管道局部腐蚀问题,采用紫外光固化内衬修复技术,将浸渍树脂的玻璃纤维软管拖入旧管道,经紫外线照射固化形成高强度复合内衬,不仅修复效率高(日均完成50米),且使用寿命可达25年。面对中度漏损(0.5-5m³/h)情况,开发了半开挖复合修复技术:对管道纵向裂缝采用碳纤维布+环氧树脂的"夹克法"修复,通过预应力缠绕工艺使修复部位抗压强度提升200%;对接口错位问题,采用记忆合金套筒连接技术,利用形状记忆合金的温控特性实现自适应密封;对局部破损段,推广短管穿插技术,将HDPE短管通过液压设备穿插就位,形成"管中管"结构。针对严重漏损(>5m³/h)或结构性损坏,创新采用"微创定向开挖+管材升级"的技术路线,通过顶管技术将开挖面积减少70%,优先选用耐腐蚀的球墨铸铁管或高密度聚乙烯(HDPE)管进行置换,采用电熔连接或自锁式橡胶圈接口,确保接口密封性。同时建立了严格的修复质量保障体系,通过0.8倍工作压力水压试验和红外热成像检测双重验证,确保修复后管网渗漏率低于0.1%,并配套开发了修复工程全生命周期管理系统,实现从施工到运维的数字化管控。

结束语:城镇给排水管网漏损检测与精准修复技术优化是破解水资源浪费与运维难题的核心路径,本文构建的多维检测+分级修复+智慧管控体系,突破了传统技术的局限,实现了漏损的精准识别与高效修复。案例表明,该体系兼具显著的经济、社会与环境效益,具备广泛推广价值。当前,城镇管网向智慧化方向发展,未来需进一步推动检测技术与AI融合,实现漏损风险的智能预判;研发新型环保修复材料,提升修复后管网的耐久性;完善管网全周期管理标准,推动管网数据跨部门共享,为建设节水型城市与保障水环境安全提供更坚实的技术支撑。

 

参考文献

[1]刘润宇. 市政给排水管网漏损问题研究[J].全面腐蚀控制,2024,38(11):72-74.DOI:10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2024.11.072.03.

[2]张博. 东阿县地下给排水管网漏损检测及展望[J].新农民,2024,(18):40-42.DOI:CNKI:SUN:XNMI.0.2024-18-014.

[3]王一涵. 市政给排水管网漏损问题分析及水资源保护策略[J].清洗世界,2024,40(03):136-138.DOI:CNKI:SUN:HXQX.0.2024-03-044.

 


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