中儀股份鄭洪標(biāo)：城市排水管道檢測修復(fù)與智慧水務(wù)實(shí)踐

時間：2020-10-12 09:01

來源：中國水網(wǎng)

作者：張曉娟整理

政策與市場雙輪驅(qū)動下，城市污水處理提質(zhì)增效成為行業(yè)重點(diǎn)，然而污水處理提質(zhì)增效不只是簡單的污水處理廠提標(biāo)改造，需要從污水的產(chǎn)生、污水的傳輸、污水的處理全環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)施治。在2020(十二屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇上，武漢中儀物聯(lián)技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理鄭洪標(biāo)做了“城市排水管道檢測修復(fù)與智慧水務(wù)實(shí)踐”的主題演講，詳細(xì)介紹了近年來中儀股份在排水管道檢測修復(fù)中獲得的成果以及在智慧水務(wù)方面實(shí)踐。

中儀股份鄭洪標(biāo)：城市排水管網(wǎng)智慧檢測修復(fù)三大關(guān)鍵技術(shù)

中儀股份：內(nèi)核驅(qū)動打造全方位智慧管道檢測與修復(fù)的排頭兵

以下為鄭洪標(biāo)現(xiàn)場發(fā)言內(nèi)容：(根據(jù)現(xiàn)場發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱)

鄭洪標(biāo)

鄭洪標(biāo)表示，行業(yè)對于污水處理的關(guān)注更多放在污水廠處理污水的環(huán)節(jié)，而實(shí)際污水的產(chǎn)生和污水的傳輸都應(yīng)該納入污水處理的范疇，尤其排水管道中污水運(yùn)輸過程，也是污水處理很重要的一個環(huán)節(jié)。目前我國污水管道存在兩方面的嚴(yán)重問題：一是管道堵塞嚴(yán)重，污水輸送不暢通;二是管道漏損嚴(yán)重，污水輸送過程中出現(xiàn)較嚴(yán)重的滲漏泄露現(xiàn)象。因此污水管道疏通以及管道滲漏修補(bǔ)是亟需解決的兩大問題。

2019年5月住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部和發(fā)改委三部委聯(lián)合發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案(2019—2021年)》，中儀股份作為污水提質(zhì)增效積極參與者踐行者，其業(yè)務(wù)板塊主要包含管道檢測、管道養(yǎng)護(hù)、管道修復(fù)以及管道信息化管理四大領(lǐng)域。演講中，鄭洪標(biāo)也就各個板塊的核心技術(shù)做了詳細(xì)介紹。

排水管道檢測技術(shù)

一、管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程

我國管道檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定相對較晚，最初是上海制定了地方標(biāo)準(zhǔn)，之后廣東也制定了地方標(biāo)準(zhǔn)，2012年制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ181-2012《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》，規(guī)程中主要規(guī)定了三種檢測技術(shù)分別是：管道潛望鏡檢測技術(shù)、管道機(jī)器人檢測技術(shù)、管道聲納檢測技術(shù)，現(xiàn)在很多地方也已出臺了各地的地方標(biāo)準(zhǔn)。而現(xiàn)行的四套標(biāo)準(zhǔn)主要包含國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、上海市地方標(biāo)準(zhǔn)、廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)、北排集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對于四種標(biāo)準(zhǔn)及報告模板差異如下圖所示：

二、排水管道檢測技術(shù)

中儀股份經(jīng)過多年的研究，關(guān)于排水管道的檢測共研究出了視、聲、光、電、波五個方面的儀器設(shè)備。

(一)檢測技術(shù)——視(視頻)

視頻類檢測技術(shù)類似于醫(yī)學(xué)上的胃鏡等醫(yī)學(xué)設(shè)備。中儀股份視頻類檢測技術(shù)主要有以下5種。

(1)管道潛望鏡檢測

管道潛望鏡適用于井口快速檢測。管道潛望鏡技術(shù)特點(diǎn)：1)高清：1920*1080P(200萬像素)高清視頻，檢測畫面更加細(xì)膩;2)流暢：專利技術(shù)解決了 “無線深井傳輸”、“無線干擾”難題，畫面流暢不卡頓;3)穩(wěn)定：便攜式主控，大幅降低故障率;4)遠(yuǎn)程：可接入排水管道直播監(jiān)理平臺，遠(yuǎn)程通過網(wǎng)頁或手機(jī)APP查看現(xiàn)場情況及管理設(shè)備。

管道潛望鏡檢查作業(yè)示意圖

(2)管道機(jī)器人檢測

管道機(jī)器人可以對管道進(jìn)行精細(xì)化的檢測，機(jī)器人需要進(jìn)入管道爬行檢測，它可以檢測管道是否漏損，另外，顯微鏡還可以很快看到管道是否通暢的問題。管道機(jī)器人檢測技術(shù)特點(diǎn)：1)高清：1920*1080P，200萬素高清視頻;2)數(shù)字傳輸：單芯線纜同時傳輸電源、視頻、信號，線纜強(qiáng)度大大增強(qiáng);3)穩(wěn)定：便攜式主控，大幅降低故障率;4)遠(yuǎn)程直播：可接入排水管道直播監(jiān)理平臺，遠(yuǎn)程通過網(wǎng)頁或手機(jī)APP查看現(xiàn)場情況及管理設(shè)備。

管道機(jī)器人檢查作業(yè)示意圖

鄭洪標(biāo)還介紹說高清管道機(jī)器人技術(shù)是中儀股份在2016年推出的最新的技術(shù)，目前國內(nèi)排水管道檢測視頻技術(shù)，在全球都處于領(lǐng)先地位，國內(nèi)推出使用的是高清技術(shù)，而全球其他地方還是低清的像素，并且國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的數(shù)字化。

(3)全地形管道機(jī)器人

DN600以上高水位高沉積的專屬應(yīng)用。搭載各種傳感器對管道缺陷、管道水下情況、管道整體形變、管道走向等進(jìn)行綜合分析，為管道治理、雨污混接、污水整治、排口調(diào)查等提供全方位的決策依據(jù)。

全地形管道機(jī)器人優(yōu)勢：1)專門針對高水位、泥水混合等常規(guī)機(jī)器人無法檢測的場合;2)標(biāo)配有350米漂浮電纜，檢測距離遠(yuǎn)，同時電纜抗彎抗折性能強(qiáng)(對比光纖);3)機(jī)器人既可以使用電池供電，也可以使用電纜盤供電，通用老款電纜盤;4)10倍光學(xué)變倍高清攝像頭，比定焦鏡頭顯示細(xì)節(jié)的能力更強(qiáng)。

(4)長距離機(jī)器人

中儀股份研發(fā)出了一款超距離檢測機(jī)器人，人下到井里，在井下進(jìn)行大型設(shè)備的組裝，將大型設(shè)備爬行器部分分批吊到組裝平臺上，設(shè)備組裝完成后連接電纜線，連接完成后再啟動設(shè)備進(jìn)行檢測。該類設(shè)備已銷售到日本，并在日本進(jìn)行的實(shí)際的檢測，在日本的一個超大型管道里面機(jī)器人大概爬行檢測了1700米。

長距離機(jī)器人

(5)檢測井檢測技術(shù)

中儀股份除了管道檢測技術(shù)外，也對檢測井檢測擁有專業(yè)的核心技術(shù)設(shè)備，可以對檢查井進(jìn)行360°度高清拍照，并通過高清圖像進(jìn)行三維全景建模，為檢測井養(yǎng)護(hù)和修復(fù)提供依據(jù)。

檢測井檢測技術(shù)

(二)檢測技術(shù)——聲(超聲波)

第二類檢測技術(shù)是超聲波技術(shù)，該技術(shù)類似醫(yī)學(xué)的B超?；诔暡▽艿垒喞M(jìn)行測量，從而做出管道的三維模型。該技術(shù)主要應(yīng)用在水環(huán)境下的管道檢測，通過檢測可以確定管道的淤積、變形等情況，也是解決管道暢通問題的技術(shù)之一。

管道聲納技術(shù)特點(diǎn)：1)兩芯傳輸：使用兩芯傳輸技術(shù)，同時傳輸電源、視頻、控制信號。通用X5H系列機(jī)器人電纜盤;2)探頭傳感器化：機(jī)器人用戶可直接采購探頭實(shí)現(xiàn)檢測;3)遠(yuǎn)距離檢測：數(shù)字信號傳輸，檢測距離可達(dá)2000米，較傳統(tǒng)聲吶相比，檢測距離大幅提升;4)快速構(gòu)建復(fù)合檢測系統(tǒng)：構(gòu)建復(fù)合檢測系統(tǒng)時，只需將聲吶兩芯電纜接入系統(tǒng)即可，不需要改動其它部分。

(三)檢測技術(shù)——光(激光)

第三類檢測技術(shù)是激光檢測技術(shù)，這是一項(xiàng)新的檢測技術(shù)，很快將會寫入新的規(guī)程修編里面。在有水的情況下，可以用聲納檢測管道的輪廓，而在沒有水的情況下，無論是機(jī)器人檢測還是潛望鏡檢測都是基于視覺的技術(shù)，不能很好的定量分析，激光檢測技術(shù)則填補(bǔ)了這方面的缺陷，對于在沒有水的情況下，可以對管道尺寸，包括缺陷的大小，管道的變形，這些都能夠進(jìn)行比較好的量化分析。

(四)檢測技術(shù)——電(電法)

第四類技術(shù)管道電法測漏技術(shù)，它是利用電阻率法判斷管道是否泄漏，該技術(shù)也會很快寫入技術(shù)規(guī)程中。管道電法測漏技術(shù)原理是基于管內(nèi)壁為絕緣材料，電性為高阻抗，管道內(nèi)的水和埋設(shè)管道的大地為低阻抗，當(dāng)檢測設(shè)備工作時，探棒在管道內(nèi)勻速前進(jìn)，當(dāng)管道內(nèi)壁完好時，接地電極和探棒電極之間的電阻很大，電流很小，而當(dāng)管道內(nèi)壁存在缺陷時(例如污水的漏進(jìn)/漏出)，電極之間存在低阻抗通路，電極之間的電流因此增加。

管道電法測漏技術(shù)

(五)檢測技術(shù)——波(電磁波)

第五類技術(shù)是電磁波技術(shù)，電磁波技術(shù)是利用雷達(dá)來檢測管道情況，例如很多路面塌陷是因?yàn)楣艿佬孤短涂樟寺访?，就可以利用電磁波方法，在管道?nèi)部探測管道外面的掏空路面，并把數(shù)據(jù)通過視頻傳輸顯示出來。中儀股份的搭載探測雷達(dá)機(jī)器人就是利用電磁波技術(shù)來對管道周圍進(jìn)行檢測，是以X5H爬行器為基礎(chǔ)，在升降平臺上增加探地雷達(dá)，在CCTV檢測的同時，調(diào)查管道上方地質(zhì)情況，取下探地雷達(dá)單元，即成為一臺普通的CCTV檢測機(jī)器人。

搭載探測雷達(dá)機(jī)器人

排水管道養(yǎng)護(hù)技術(shù)

排水管道檢測是主要是發(fā)現(xiàn)管道中以及管道周邊存在的問題，而當(dāng)發(fā)現(xiàn)有管道不通時，則需要對管道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保證管道暢通，養(yǎng)護(hù)的主要技術(shù)有清洗、打磨、切割三種。

(一)清洗

中儀股份高壓射流清洗技術(shù)可以清除管內(nèi)松散沉積物，為管道檢測、修復(fù)進(jìn)行的準(zhǔn)備措施，例如清理管道內(nèi)的淤泥。另外，中儀股份的PT-C可視高壓清洗噴頭可以實(shí)現(xiàn)在清洗的同時看到清洗的狀況。

(二)打磨

除了清洗技術(shù)，中儀股份也擁有系列高壓射流打磨技術(shù)。

管道噴頭系列

(三)切割

中儀股份自主研發(fā)的切割機(jī)器人，可以對樹根或者其他不好清除的物質(zhì)進(jìn)行切割，以保障管道的暢通。

切割機(jī)器人

排水管道修復(fù)技術(shù)

排水管道的修復(fù)技術(shù)分為三種修復(fù)技術(shù)及配套材料：光固化點(diǎn)修、光固化整修、砂漿噴涂修復(fù)。

(一)光固化點(diǎn)修

光固化點(diǎn)修是對于管道上點(diǎn)狀破損進(jìn)行一個點(diǎn)一個點(diǎn)的修復(fù)。設(shè)備可以根據(jù)不同的管徑選擇不同規(guī)格的氣囊來針對破損點(diǎn)進(jìn)行精確的修復(fù)，修復(fù)過程穩(wěn)定可控。氣囊自帶攝像頭，畫面標(biāo)尺輔助定位，8分鐘即能修復(fù)一個破損點(diǎn)，精準(zhǔn)高效。

光固化點(diǎn)修

(二)光固化整修

除了點(diǎn)修技術(shù)，還有整修技術(shù)，整修技術(shù)一般有熱固化、光固化、蒸汽固化等，鄭洪標(biāo)主要介紹了光固化整修技術(shù)。光固化整修技術(shù)中玻璃纖維內(nèi)襯材料是修復(fù)的關(guān)鍵，它是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的，在修復(fù)過程中，將纖維材料拉入管道里，通過紫外光進(jìn)行固化修復(fù)，對管道的漏損修復(fù)效果顯著。這是因?yàn)橐话阄鬯艿朗且还?jié)一節(jié)拼接而成的，基本都是靠泥沙進(jìn)行密閉，通過光固化整修后，保證了管道之間接縫的密閉性，不會再出現(xiàn)泄漏，對于污水處理可以實(shí)現(xiàn)污水收集率提高，同時也保證了外水不再進(jìn)入管道中，從而保證污水處理效能提升。

光固化整修示意圖

中儀股份全球首創(chuàng)無線數(shù)字化修復(fù)技術(shù)，設(shè)備獨(dú)有無線操控、數(shù)字化傳輸、智能修復(fù)邏輯等多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢。它由平板控制器、移動式修復(fù)系統(tǒng)、紫外光燈架、高清鏡頭及輔助工具等組成。主要適用于市政管網(wǎng)非開挖修復(fù)工程，修復(fù)管徑DN200-DN1600mm。

(三)砂漿噴涂修復(fù)

中儀股份的砂漿噴涂技術(shù)可以對檢查井進(jìn)行噴涂修復(fù)，作業(yè)效率非常高，可以實(shí)現(xiàn)直接自動化噴涂，水泥砂漿也是中儀股份自己制造的。另外，砂漿噴涂技術(shù)也可以對管道進(jìn)行噴涂修復(fù)。砂漿噴涂技術(shù)原理的原理是：1)將攪拌均勻的高性能灰漿泵送到由壓縮空氣驅(qū)動的高速旋轉(zhuǎn)噴涂器部位，灰漿在高速旋轉(zhuǎn)離心力作用下均勻的澆筑到井內(nèi)壁;2)通過電動絞車控制旋轉(zhuǎn)噴涂器的上下運(yùn)行，確保在井壁形成連續(xù)均勻的內(nèi)襯;3)由于澆筑在內(nèi)壁圓周上是均勻的，內(nèi)襯的厚度可在灰漿凝固前進(jìn)行隨機(jī)測量。

砂漿噴涂修復(fù)技術(shù)示意圖

材料性能優(yōu)異：自主研發(fā)的聚合物水泥基砂漿材料以普通硅酸鹽水泥為主要膠凝材料，含增強(qiáng)纖維、石英砂骨材料及其它改性添加劑。材料為生產(chǎn)線統(tǒng)一包裝的成品，在使用時只需加入清水，按照適當(dāng)?shù)谋壤旌暇鶆颍瑪嚢枞舾煞昼姾蟊憧墒┕な褂?。對比傳統(tǒng)的砂漿，其抗壓、抗折性能更強(qiáng)，且在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗?jié)B及耐久性等方面優(yōu)于傳統(tǒng)砂漿。

排水管道修復(fù)材料

光固化修復(fù)使用的材料是玻璃纖維+樹脂，修復(fù)材料由5部分組成：

1)保護(hù)膜：軟管最外層的袋狀塑料膜，保護(hù)軟管在儲存、運(yùn)輸、牽拉等過程中不受紫外線的輻射并避免劃傷。

2)外膜：軟管次外層的袋狀塑料膜，保護(hù)玻璃纖維編織物浸漬的樹脂在軟管的儲存與運(yùn)輸?shù)冗^程中不揮發(fā)并在軟管充氣時使樹脂盡量均勻分布。

3)玻璃纖維布、毛氈：軟管主體部分，用來吸收固化膠水，固化后可以增大管道強(qiáng)度。

4)內(nèi)膜：軟管最內(nèi)層的袋狀塑料膜，保護(hù)玻璃纖維編織物浸漬的樹脂在軟管的儲存與運(yùn)輸?shù)冗^程中不揮發(fā)并在軟管充氣時使樹脂盡量均勻分布。軟管固化完成后，內(nèi)膜需從內(nèi)襯管里拉出。

5)預(yù)置繩：軟管生產(chǎn)時預(yù)置在軟管內(nèi)膜中用于拉入紫外燈牽引繩的繩子。

管道整修材料

光固化材料生產(chǎn)線

排水管道運(yùn)維管理

排水管道的運(yùn)維管理分為五個系統(tǒng)，分別是直播監(jiān)理系統(tǒng)、巡檢考核系統(tǒng)、檢測養(yǎng)護(hù)修復(fù)綜合管理系統(tǒng)、排水監(jiān)測信息管理系統(tǒng)、大保護(hù)綜合管線管理系統(tǒng)。

對于大型的項(xiàng)目，例如黑臭水體治理，需要普查、清淤、檢測、修復(fù)綜合治理，管網(wǎng)的項(xiàng)目管理非常關(guān)鍵。中儀股份將所有的動態(tài)檢測、巡檢、管網(wǎng)修復(fù)疏通、檢測、普查，全部納入到整個智慧大數(shù)據(jù)平臺里，根據(jù)不同的項(xiàng)目制定了相應(yīng)的智慧化管理平臺，并且在許多項(xiàng)目中取得了很好的效果。

人員管理、設(shè)備管理、檢測軌跡管理、檢測視頻管理;實(shí)現(xiàn)管理人員實(shí)時監(jiān)控工程施工狀況、便于監(jiān)理人員實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)規(guī)范，設(shè)備實(shí)時定位、檢測軌跡管理、成果實(shí)時監(jiān)督。

城鎮(zhèn)排水直播監(jiān)理大數(shù)據(jù)平臺

中儀股份武漢水務(wù)局可視化平臺，可以對武漢市水務(wù)局下屬的區(qū)水務(wù)局考核評分，并且要打分考核，對于所有設(shè)備實(shí)時檢測的數(shù)據(jù)，直接可以做云端查看，在辦公室就可以對每個設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，了解設(shè)備在哪里，正在進(jìn)行什么作業(yè)，作業(yè)項(xiàng)目是什么。

巡檢計(jì)劃制定、養(yǎng)護(hù)計(jì)劃制定、巡檢人員監(jiān)控、巡檢績效管理、運(yùn)維考核管理。巡檢人員全面掌握排水管網(wǎng)分布情況，實(shí)時監(jiān)控巡檢人員外勤軌跡，有效監(jiān)管外業(yè)巡檢業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)量化考核。

武漢市排水管渠運(yùn)維提質(zhì)增效巡檢考評系統(tǒng)

中儀股份參與的典型黑臭水體治理項(xiàng)目中，有對186公里的管道檢測、清淤養(yǎng)護(hù)、修復(fù)綜合管理系統(tǒng)，經(jīng)過治理以后，由黑臭水體變成劣五類。

管網(wǎng)分析、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)，專題圖展示、檢測數(shù)據(jù)管理、三維地形管理;以二維、三維電子地圖全方位，多維度對排水管網(wǎng)及附屬設(shè)施進(jìn)行展示，提供專題展示、數(shù)據(jù)查詢、檢測視頻回放等功能。

小藍(lán)經(jīng)開區(qū)排水管網(wǎng)信息系統(tǒng)

在開發(fā)區(qū)項(xiàng)目中，開發(fā)區(qū)智慧排水檢測管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對排水管道濃度的實(shí)時監(jiān)測。

監(jiān)測設(shè)備管理、監(jiān)測點(diǎn)分布專題圖、監(jiān)測指標(biāo)管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)管理。實(shí)現(xiàn)對管網(wǎng)的實(shí)施動態(tài)監(jiān)測，如：常規(guī)的液位，流量，雨量監(jiān)測，同時也包含水質(zhì)監(jiān)測等。