地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式探讨

地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式探讨

​刘瑞廷

湖南盛桥市政建设有限公司 410148

摘要：随着城市化进程的加快，地下排水管网作为城市基础设施的重要组成部分，其运行状态直接关系到城市排水能力、水环境质量和居民生活质量。然而，由于历史遗留问题、维护管理不善及自然因素等多种原因，地下排水管网普遍存在着淤积、破损、老化等问题，严重影响其正常功能。因此，探索地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式具有重要意义。本文将从清淤技术、检测技术、非开挖修复技术及智慧运营系统四个方面进行深入探讨，旨在提出一种高效、环保、经济的地下排水管网综合管理模式。

1. 引言

地下排水管网是城市水循环系统的关键环节，负责收集、输送和排放城市雨污水，对保障城市防洪排涝、改善水环境质量具有重要意义。然而，随着城市规模的不断扩大和城市化进程的加速，地下排水管网面临着日益严峻的挑战，如管道淤积、破损、老化等问题频发，导致排水不畅、污水泛滥，严重影响城市环境和居民生活。因此，建立一种科学、合理、高效的地下排水管网管理模式，成为当前城市管理者亟待解决的问题。

2. 清淤技术

2.1 清淤的重要性

清淤是保持地下排水管网畅通的基础性工作。长期积累的淤泥和垃圾会严重降低管道的排水能力，甚至引发管道堵塞、污水倒灌等问题。因此，定期对地下排水管网进行清淤，是保障其正常运行的重要措施。

2.2 清淤技术现状

目前，地下排水管网清淤技术主要包括人工清淤、机械清淤和高压水射流清淤等。其中，人工清淤劳动强度大、效率低，且存在安全隐患；机械清淤则具有较高的效率和安全性，但成本较高；高压水射流清淤则结合了机械清淤和高压水射流的优点，能够有效清除管道内的淤泥和垃圾，且对管道内壁损伤小。

2.3 清淤技术创新

随着科技的发展，一些新型清淤技术逐渐应用于地下排水管网清淤中，如管道机器人清淤技术。管道机器人能够进入管道内部，通过高清摄像头和机械臂等设备，对管道内的淤泥和垃圾进行精准清理，大大提高了清淤效率和安全性。

3. 检测技术

3.1 检测的重要性

检测是地下排水管网管理的重要环节。通过检测，可以及时发现管道内的破损、渗漏、变形等问题，为后续的修复工作提供科学依据。

3.2 检测技术现状

目前，地下排水管网检测技术主要包括CCTV管道内窥检测技术、声纳检测技术和激光检测技术等。其中，CCTV管道内窥检测技术应用最为广泛，通过爬行器在管道内自动穿梭，拍摄管道内影像，为管道状况评估提供直观依据。声纳检测技术则利用声波在管道内的传播特性，对管道内的破损、渗漏等问题进行检测。激光检测技术则通过激光扫描管道内壁，获取管道的三维模型，为管道修复提供精确数据。

3.3 检测技术创新

随着物联网、大数据等技术的发展，地下排水管网检测技术也在不断创新。例如，将传感器嵌入管道内，实时监测管道内的流量、水位、水质等参数，结合数据分析技术，对管道健康状况进行预测和预警。此外，无人机搭载高清摄像头和红外热成像仪等设备，对难以进入的管道段进行检测，也成为一种新的检测手段。

非开挖修复技术

非开挖修复的优势

非开挖修复技术具有不影响交通、施工周期短、成本低等优点，成为当前地下排水管网修复的主流技术。通过非开挖修复技术，可以在不破坏地面的情况下，对管道进行修复，减少了对城市环境和居民生活的影响。

4.2 非开挖修复技术现状

目前，常用的非开挖修复技术包括点状原位固化法、内衬法、螺旋缠绕法等。点状原位固化法通过注入树脂等材料，对管道内的局部破损进行修复；内衬法则是在管道内部铺设一层新管或内衬材料，增强管道的强度和密封性；螺旋缠绕法则利用螺旋缠绕工艺，将带锁扣的条带紧密贴合在原管道内壁，形成新的内衬层。

4.3 非开挖修复技术创新

随着材料科学和工程技术的不断发展，非开挖修复技术也在不断创新。例如，采用高强度、耐腐蚀的复合材料作为内衬材料，提高修复管道的使用寿命；利用机器人等智能设备辅助施工，提高施工精度和效率；结合物联网技术，对修复过程进行实时监测和数据分析，确保修复质量。

5. 智慧运营系统

5.1 智慧运营系统的意义

智慧运营系统是实现地下排水管网高效、智能管理的关键。通过构建智慧运营系统，可以实现对地下排水管网的全面监控、数据分析和决策支持，提高管理效率和水平。

5.2 智慧运营系统架构

智慧运营系统通常包括数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用服务层四个层次。数据采集层负责收集管道内的流量、水位、水质等参数；数据传输层负责将采集到的数据传输到数据中心；数据处理层负责对数据进行清洗、存储和分析；应用服务层则根据处理结果提供决策支持、预警预报等服务。

5.3 智慧运营系统功能

智慧运营系统具备多种功能，包括实时监测、数据分析、预警预报、决策支持等。通过实时监测功能，可以及时发现管道内的异常情况；通过数据分析功能，可以对管道健康状况进行评估和预测；通过预警预报功能，可以提前通知相关人员采取措施应对突发事件；通过决策支持功能，可以为管理者提供科学的决策依据。

5.4 智慧运营系统创新

随着人工智能、大数据等技术的不断发展，智慧运营系统也在不断创新。例如，利用机器学习算法对管道数据进行深度挖掘和分析，提高预测和预警的准确性；利用物联网技术实现管道设备的远程监控和智能控制；结合GIS技术实现管道空间信息的可视化展示和查询等。

6. 地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式

6.1 一体化模式的构建

地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式是将清淤、检测、修复和运营四个环节有机结合起来的一种综合管理模式。该模式通过构建智慧运营系统作为核心平台，实现各个环节之间的信息共享和协同作业。在清淤环节，利用管道机器人等新型清淤技术提高清淤效率和安全性；在检测环节，采用CCTV管道内窥检测等先进技术及时发现管道问题；在修复环节，采用非开挖修复技术减少对城市环境和居民生活的影响；在运营环节，通过智慧运营系统实现全面监控和数据分析。

6.2 一体化模式的优势

一体化模式具有以下优势：一是提高了管理效率和水平；二是降低了管理成本和风险；三是提升了城市排水能力和水环境质量；四是增强了城市基础设施的可靠性和韧性。通过一体化模式的实施，可以实现对地下排水管网的全生命周期管理，确保城市排水系统的稳定运行和可持续发展。

7. 结论与展望

7.1 结论

地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式是一种高效、环保、经济的地下排水管网综合管理模式。该模式通过构建智慧运营系统作为核心平台，实现了清淤、检测、修复和运营四个环节的有机结合和协同作业。通过该模式的实施，可以显著提高地下排水管网的管理效率和水平，降低管理成本和风险，提升城市排水能力和水环境质量。

7.2 展望

未来，随着科技的不断进步和城市管理水平的不断提升，地下排水管网“清淤、检测、非开挖修复、智慧运营”一体化模式将不断完善和发展。一方面，需要继续加强技术研发和创新，推动新型清淤技术、检测技术、修复技术和智慧运营系统的应用和发展；另一方面，需要加强政策引导和支持，推动城市管理者和相关部门加强合作和协调，共同推进地下排水管网的综合管理工作。同时，还需要加强公众宣传和教育，提高公众对地下排水管网重要性的认识和参与度，共同营造美好的城市水环境。

参考文献

陈秋霏. 地下排水管网现状及建设管理分析[J]. 工程建设与设计,2024(6):254-256.

 申若竹,黄绵松,郑乔舒,等. 城市水系统智慧运营顶层设计[J]. 环境工程,2023,41(11):6-13.

 吴歆悦,周文斌,周海燕. 运维一体化模式下的污水厂智慧运营经验[J]. 净水技术,2024,43(z2):331-338.