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水利管道隐患识别与巡查管控方法研究

发布时间:2026-09-18 10:49:14

摘要:水利管道是引调水工程的核心载体,长期服役条件下受材料劣化、外部扰动、水土环境耦合作用易滋生渗漏、开裂、接口错位等隐患,传统人工巡查模式存在漏检率高、处置滞后等短板。本文梳理水利管道主要隐患诱因与表现形式,对比分析多源感知检测手段的适用条件,构建隐患分级识别流程,从技术手段、巡检机制、风险闭环处置层面提出巡查管控实施路径。研究结果可为水利管道运维体系优化、降低爆管失效风险提供技术参考。

关键词:输水管道;病害检测;风险分级;智能巡检;闭环管控

引言

在国家水网工程持续推进背景下,长距离、大口径水利管道投运规模不断扩大,管道结构安全直接关系调水供水保障能力。多数已建管道随服役年限增加,土壤腐蚀、水锤冲击、地质沉降及人为施工破坏带来的安全风险逐步凸显,管道隐患具有隐蔽性强、演化周期不确定的特征,早期缺陷若未能及时识别管控,极易演变为爆管、渗漏等事故,造成水资源损耗与工程经济损失。现阶段部分水利管道运维仍依赖人工现场排查,检测手段单一,隐患研判多依靠经验判断,缺少标准化识别流程与闭环管控机制,难以适配规模化管道安全运维需求。针对上述现实问题,开展隐患识别方法与巡查管控体系研究,对提升水利管道运行韧性具备实际工程价值。

1 水利管道主要隐患类型及致险机理

水利管道隐患可划分为结构本体缺陷、水力运行诱发病害、外部环境扰动三类。本体缺陷包含管壁开裂、接口错动、预应力构件失效、内衬剥落等,多源于管材老化、施工遗留缺陷,在压力反复荷载作用下缺陷会逐步扩展;水力因素以水锤压力波动、管内积气空化为主,瞬态压力冲击会加剧管壁疲劳损伤,加速既有缺陷发展为渗漏通道。外部扰动涵盖土壤电化学腐蚀、地基不均匀沉降、第三方施工机械破坏,地质条件变化会改变管道受力状态,腐蚀作用持续侵蚀管壁材料,是埋地管道高频隐患诱因。

各类隐患并非单独发生,多呈现多因素耦合演化特征。微小裂缝、局部腐蚀等早期隐患外观特征微弱,常规目视巡查很难捕捉;当渗漏形成后,渗水浸润周边土体,进一步诱发土体流失、地基沉降,反过来加重管道结构变形,形成病害恶性循环。隐患演化存在明显阶段性,早期可控性高,发展至中后期处置成本大幅提升,这就要求识别工作需要前移,重视缺陷早期信号捕捉。

2 水利管道隐患识别技术及适用场景

隐患识别分为非开挖内部检测、外部探测、运行参数感知三类技术路径。管道 CCTV 内窥检测依靠爬行机器人采集内壁高清图像,结合深度学习算法完成裂缝、破损、渗漏点位识别,适合停水条件下管内缺陷精细化诊断,但受管道淤积、通水工况限制较大。地质雷达属于非接触外部探测手段,通过地下介质反射信号判别管壁破损、管周土体疏松浸润区域,无需停水作业,适合长距离埋地管道初步筛查,但其识别精度受覆土厚度、地下管线干扰影响显著。

水力参数监测依托压力、流量传感器实时采集运行数据,通过压力异常波动、流量失衡特征间接反演管道泄漏风险,可实现不间断在线监测,能够捕捉突发渗漏事件,但仅能判定风险区段,无法直接定位具体病害位置。各类检测技术各有优劣,单一手段难以兼顾识别精度与巡检效率,工程实际应当采用组合识别模式:以在线水力监测实现常态化风险预警,地质雷达完成大范围初筛,再针对高风险管段开展 CCTV 精细化检测,实现从风险区段锁定到病害点位确认的完整识别链条。同时结合管道建设档案、历史故障记录,综合管材类型、服役年限、土壤腐蚀性完成隐患风险初判,减少误判与漏检。

3 水利管道巡查管控体系构建

隐患识别结果需要配套完整巡查管控机制,才能把检测数据转化为运维处置行动。首先建立隐患分级标准,依据缺陷尺寸、位置、发展趋势以及失效后果,划分重大、较大、一般、轻微四个等级,差异化配置巡查频次与处置优先级,重大隐患管段加密监测频次,轻微缺陷纳入常态化跟踪台账,避免不分风险等级的同质化巡检模式。

在巡检组织模式上,推动传统人工巡查向 “智能感知 + 人工复核” 模式转型。利用无人机、传感器网络完成广域管道沿线环境巡检,重点排查第三方施工、地表沉降迹象;智能设备输出的异常结果,必须由运维技术人员现场复核校验,修正算法误识别问题,保障隐患信息真实可靠。完善隐患台账动态更新制度,完整记录病害位置、类型、检测时间、风险等级,跟踪缺陷演化状态,实现隐患发现‑复核‑上报‑维修‑销号的闭环流程。

运维管理层面需要补齐制度短板,明确不同等级隐患处置时限,完善应急处置预案。针对高风险管段,推行状态化检修,改变固定周期检修模式,以隐患识别评估结果指导检修计划,合理分配运维资源。同时强化运维人员技术培训,提升检测设备操作、病害研判能力,减少人为因素带来的管控疏漏。

4 工程实践要点分析

部分水利管道运维存在重抢修、轻预判的倾向,往往事故发生后才开展处置,前置识别管控落实不足。实际工程中应当注重多源数据融合,将管道设计参数、历史检测数据、实时监测数据纳入统一管理,提升隐患研判客观性,降低经验判断带来的偏差。检测工作需要充分考虑现场工况,通水运行与停水检修条件下选择适配检测手段,避免设备工况不匹配造成检测失效。

另外,隐患不是静态不变,部分缺陷在环境、水力条件变化下会快速发展,即便本次检测判定为轻微隐患,仍要持续跟踪监测,定期复测评估风险变化,杜绝出现隐患台账归档后不再跟进的现象。通过技术手段与管理制度协同,把安全管控关口前移,实现由事后抢修向事前风险防控转变。

结论

水利管道隐患是材料性能、水力条件、外部环境多因素耦合演化的结果,隐蔽性与渐进性增加安全管控难度。单一检测技术存在局限性,采用多手段组合识别方案,能够兼顾巡检覆盖面与病害识别精度。构建风险分级、智能感知辅助、闭环销号的巡查管控模式,可有效降低管道漏检风险,提升运维管理规范化水平。后续应当进一步推进监测数据与病害演化机理深度结合,完善管道风险预测评估方法,为水利管道全生命周期安全运行提供支撑。

参考文献

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于景何

博兴县城区供水服务中心