排水管网监测 - 设备安装运维干扰及降低施工影响方法-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-07-11 | 23 次浏览 | 分享到:
排水管网监测设备的安装和运维可能对管网正常运行造成物理性干扰、操作不当影响等,老旧管网的脆弱性更加剧风险。可通过非开挖安装、保护性施工、临时导流等降低安装阶段干扰;借助计划性运维、微创检修、应急响应等控制运维阶段干扰,同时建立全周期保障体系,确保监测系统发挥作用且减少对管网的干扰。

排水管网作为城市水循环系统的关键组成,其稳定运行直接关系到防洪排涝安全与水环境质量。随着智慧水务建设的推进,排水管网监测设备(如流量传感器、水质检测仪、智能井盖等)的安装与运维已成为常态化工作。然而,这类工程施工若处理不当,极易对管网正常运行造成干扰,引发淤积、堵塞甚至溢流等问题。如何在保障监测设备功能的同时降低施工影响,成为行业亟待解决的关键课题。


施工干扰的主要表现与成因分析

排水管网监测设备的安装与运维过程中,可能对管网运行造成的干扰具有多维度特征,其成因与施工工艺、管网现状及环境条件密切相关。


在安装阶段,物理性干扰最为常见。传统开挖施工需破坏路面与管网覆土,可能导致周边土体沉降,引发管道接口松动。某南方城市在主干道排水管网安装流量监测仪时,因开挖深度控制不当,造成 DN800 混凝土管接口错位,导致雨后路面塌陷,影响交通达 48 小时。非开挖施工虽对地面干扰较小,但导向钻进时若遇地下障碍物(如旧管道残骸),可能引发管道局部变形。此外,设备安装过程中产生的泥沙、碎屑若未及时清理,极易在管道内形成淤积 —— 某工业园区监测项目后检测发现,施工残留的 PVC 碎片导致下游 30 米处管道过流断面缩减 20%。


运维阶段的干扰则更多源于操作不当。设备校准需临时断流或降低流速,若未提前制定导流方案,可能造成局部积水。2023 年北方某城市暴雨期间,运维人员在未关闭上游闸门的情况下检修雨水管网监测设备,导致作业点下游 2 公里处居民区雨水倒灌。此外,传感器更换时若密封处理不到位,可能引发管道渗漏,而线缆敷设过程中牵拉过度则可能破坏管道内壁防腐层,加速锈蚀进程。


老旧管网的脆弱性加剧了施工干扰风险。我国多数城市排水管网使用年限超过 20 年,混凝土管腐蚀、砖砌管风化现象普遍。对这类管网进行设备安装时,即使轻微震动也可能造成结构破损。某历史街区改造中,工人使用冲击钻固定监测设备支架时,导致 DN600 砖砌拱管局部坍塌,清理与修复耗时 12 天,直接经济损失达 80 万元。


安装阶段的低干扰施工技术体系

降低排水管网监测设备安装的施工干扰,需构建 “精准定位 — 微创施工 — 实时监测” 的全流程技术体系,结合管网材质与环境条件选择适配方案。


非开挖安装技术是减少路面破坏与管网扰动的核心手段。针对塑料管道与金属管道,可采用管道机器人辅助安装 —— 机器人携带传感器模块沿管道内壁移动,通过磁吸或机械臂固定,全程无需开挖。某市政项目应用该技术后,将施工占地从传统开挖的 20㎡缩减至 1.5㎡,且施工期间管道过流能力保持 90% 以上。对于需在管道侧壁开孔安装的设备(如水质传感器),可采用水刀开孔技术,通过高压水流在管道壁面切割出精准孔径,相比传统机械钻孔减少 80% 的碎屑产生,且切口光滑不易挂污。


老旧管网的安装需实施保护性施工。对砖砌管、混凝土管等脆性管道,应先通过管道内窥镜进行结构评估,标记裂纹、空鼓等薄弱区域,避免设备安装点选址在此类位置。安装支架时采用环氧树脂锚固而非膨胀螺栓,减少对管道结构的破坏。某古城排水管网改造中,通过这种方式在明代砖砌暗渠内安装监测设备,既实现了流量监测功能,又保护了文物本体。对于淤积严重的管道,应在安装前进行高压冲洗,但需控制水压在 0.3MPa 以内,防止冲击管道基础。


临时导流系统是保障安装期间管网功能的关键。根据管道口径与流量特性,可选择架设临时泵组或安装旁通管道。对于 DN800 以上的主干管,建议采用钢制旁通管,通过法兰与原管道连接,确保过流能力不低于设计值的 70%;支线管道则可采用便携式潜水泵组,其流量应根据洪峰流量校核 —— 某城市新区采用 2 台 Q=500m³/h 的潜水泵,成功在暴雨期间完成了监测设备安装,未造成周边积水。


运维阶段的干扰控制与应急方案

排水管网监测设备的运维工作需建立标准化流程,通过预判风险、优化操作、快速响应实现低干扰运行。


计划性运维可大幅降低突发干扰。应根据管网运行规律选择运维时段,避开雨季、早高峰等关键节点。例如,雨水管网设备优先在连续无雨 3 天以上的窗口期检修,污水管网则选择夜间流量低谷期(凌晨 2-4 点)作业。每次运维前需通过 BIM 模型模拟操作流程,明确设备拆装的步骤与所需空间,避免现场盲目操作。某省会城市建立的 “管网运维日历” 系统,将各区域设备维护时间与气象数据、交通流量数据联动,使运维导致的管网压力波动幅度控制在 5% 以内。


微创检修技术是减少运维干扰的核心。对于需定期校准的传感器,可采用无线传输校准模块,通过蓝牙或 LoRa 技术实现设备参数远程调整,无需现场拆装。流量监测仪的超声波探头清洁可通过内置自清洁装置完成,利用微型高压喷头自动冲洗附着污物。某项目应用该技术后,将设备维护的现场作业时间从平均 4 小时缩短至 15 分钟,且无需断流。对于必须现场操作的维护工作,应采用模块化更换方式 —— 提前预制包含传感器、线缆、密封件的集成模块,现场整体替换旧设备,将操作时间压缩至传统方式的 1/3。


应急响应机制能有效控制干扰扩散。应配备便携式管道封堵气囊与应急排水车,当运维过程中突发管道破损或渗漏时,立即启动封堵措施。某工业园区运维事故中,工作人员在 10 分钟内架设 2 个 DN500 封堵气囊,控制了污水泄漏范围,并通过应急排水车将积水导入备用管网,避免了环境污染。同时,需建立与交管、环卫等部门的联动机制,确保应急物资运输与作业场地协调畅通。


全周期干扰防控的保障体系

排水管网监测设备施工干扰的长效控制,需依托标准规范、智能监测与协同管理构建多维度保障体系。


技术标准体系是规范施工行为的基础。应制定《排水管网监测设备安装技术规程》,明确不同管材(混凝土管、HDPE 管、球墨铸铁管等)的施工荷载限值、振动控制指标与碎屑清理标准。例如,规定塑料管道施工时的冲击振动加速度不得超过 10m/s²,金属管道焊接作业的温度场影响范围应控制在焊点周边 50mm 内。同时,建立设备安装后的管网功能评估指标,包括过流能力恢复率(≥95%)、渗漏量(≤0.1L/(m・h))等量化要求,确保施工质量。


智能监控系统可实时预警施工干扰。在施工区域上下游安装临时监测点,通过水位计、流量计实时监测管网运行参数,当流速突变超过 15% 或水位波动幅度大于 750px 时,自动触发警报。某地铁沿线排水管网项目中,该系统及时发现了非开挖施工导致的管道轻微变形,通过调整钻进参数避免了事故扩大。此外,可利用数字孪生技术模拟施工对管网的影响,提前优化方案 —— 某新区通过构建 1:1 管网数字模型,将施工导致的管网水头损失从预估的 0.5m 降至 0.2m。


多方协同机制能提升干扰管控效率。施工前应通知沿线物业、企业与居民,明确施工时段与可能影响,争取理解与配合。建立由水务公司、施工单位、监理机构组成的现场指挥部,每日召开协调会研判风险。某旧城改造项目通过这种方式,将施工投诉量降低 60%,且问题响应时间缩短至 30 分钟内。对于穿越商业区、医院等敏感区域的施工,可采用 “分段施工 + 快速恢复” 模式,每段作业不超过 8 小时,并在完工后立即修复路面与绿化。


排水管网监测设备的安装与运维,既要实现 “感知管网脉搏” 的技术目标,又要坚守 “不扰管网运行” 的施工底线。通过技术创新与管理优化,可将施工干扰控制在最低限度,使监测系统真正成为管网安全运行的 “守护者” 而非 “干扰源”。随着微机电系统、无线传输等技术的发展,未来监测设备将向 “免维护、自校准、零干扰” 方向演进,为智慧排水体系构建提供更坚实的支撑。‍