2007 年(nián),北(běi)京市(shì)有關部門(mén)專門(mén)編制了《北(běi)京市(shì)南(nán)水(shuǐ)北(běi)調配套工(gōng)程總體規劃》,提出了“兩大動脈、六大水(shuǐ)廠、兩個(gè)樞紐、一(yī)條環路(lù)和三大應急水(shuǐ)源地”的供水(shuǐ)格局。東幹渠工(gōng)程是北(běi)京市(shì)南(nán)水(shuǐ)北(běi)調配套工(gōng)程“一(yī)條環路(lù)”中線路(lù)最長(cháng),投資最大的項目。其輸水(shuǐ)隧洞工(gōng)程沿五環路(lù),北(běi)起北(běi)五環上(shàng)清橋,南(nán)至亦莊經濟開(kāi)發區,全長(cháng) 44.7 公裡(lǐ),最大過水(shuǐ)流量為(wèi) 26 立方米每秒(miǎo),直接或間接供水(shuǐ)的水(shuǐ)廠規模約占北(běi)京市(shì)南(nán)水(shuǐ)北(běi)調工(gōng)程供水(shuǐ)水(shuǐ)廠總規模的 50%。
東幹渠工(gōng)程的實施對實現北(běi)京市(shì)多(duō)水(shuǐ)源聯合調度,保證北(běi)京市(shì)中心城(chéng)和新城(chéng)主要水(shuǐ)廠具備雙水(shuǐ)源條件(jiàn),保障首都的供水(shuǐ)安全及可持續發展等方面具有重要意義。
北(běi)京南(nán)水(shuǐ)北(běi)調配套工(gōng)程總體規劃圖
東幹渠輸水(shuǐ)隧洞十廠分水(shuǐ)口至通(tōng)州分水(shuǐ)口段現有3處地表滲水(shuǐ)點,博雅工(gōng)道根據南(nán)水(shuǐ)北(běi)調環線管理處要求,在輸水(shuǐ)隧洞排空前針對部分地表滲水(shuǐ)點段開(kāi)展機(jī)器(qì)人檢測工(gōng)作,重點檢測了隧洞伸縮縫及滲漏點。此次檢測的目的主要為(wèi)人工(gōng)進洞檢測相(xiàng)互印證,積累不停水(shuǐ)隧洞滲漏檢測的技(jì)術(shù)經驗,驗證新技(jì)術(shù)的可行性。
南(nán)水(shuǐ)北(běi)調配套工(gōng)程亦莊調節池
地下(xià)管網的常見(jiàn)的檢測難點是管道過于狹窄,而東幹渠作為(wèi)輸水(shuǐ)隧洞檢測難點問題不在空間小(xiǎo),而是空間太大。行業(yè)規定超過800mm孔徑的管道可以下(xià)人檢測,東幹渠管内孔徑達到(dào)了4.6m(4600mm)。這種孔徑大且路(lù)徑長(cháng)的輸水(shuǐ)隧洞,要實現大規模全面檢測,常規的人工(gōng)檢測方法需要在排空隧洞後進行多(duō)人多(duō)輪次的作業(yè)。除此之外,根據數據整理分析的結果,還(hái)要針對關鍵位置進行二次的專項檢測。
傳統檢測方式為(wèi)達到(dào)标準,檢測的時間相(xiàng)對較長(cháng)且較難預估。排空檢測在一(yī)定程度上(shàng)會(huì)影響輸水(shuǐ)隧洞的日常使用,因此如何在有限的時間内對大口徑輸水(shuǐ)隧洞管道實現全覆蓋檢測,是檢測任務的一(yī)大難點,也是這類輸水(shuǐ)隧洞檢測的關鍵所在。
北(běi)京南(nán)水(shuǐ)北(běi)調配套工(gōng)程總體規劃圖
創新性檢測技(jì)術(shù)
水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人技(jì)術(shù)在大口徑地下(xià)輸水(shuǐ)隧洞檢測中的集成應用與示範
2022 年(nián) 9 月(yuè)-10 月(yuè),我單位在南(nán)水(shuǐ)北(běi)調東幹渠亦莊分水(shuǐ)口不同管段進行了多(duō)次檢測。創新性地使用最新的水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人技(jì)術(shù),在管道不排空的情況下(xià)實施帶水(shuǐ)檢測。
此次檢測内容包括水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人光(guāng)學檢測、聲學檢測、激光(guāng)測量及滲漏試驗。檢測人員(yuán)根據地表滲水(shuǐ)點的位置,在臨近的排氣閥井布放(fàng) R1-20Pro 水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人。在排氣閥井上(shàng)下(xià)遊各 300 米範圍管段,使用水(shuǐ)下(xià)高(gāo)清攝像頭、前視多(duō)波束聲呐和管道聲呐進行全覆蓋掃描。
檢測使用的 R1-20Pro 水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人搭載水(shuǐ)下(xià)高(gāo)清攝像頭、前視多(duō)波束聲呐、管道聲呐、激光(guāng)測量尺和噴墨示蹤裝置,共檢測了約 685 條環縫,總距離約為(wèi) 10 公裡(lǐ)。
在排氣閥井進行布放(fàng)的現場
博雅工(gōng)道水(shuǐ)下(xià)觀測系列産品采用模塊化設計,可搭載聲呐、機(jī)械臂、激光(guāng)測量尺、噴墨示蹤裝置等多(duō)種配件(jiàn),能(néng)夠完成水(shuǐ)下(xià)設施、建築物(wù)的檢查、維修、維護和拆除的工(gōng)作。通(tōng)過計算(suàn)機(jī)輔助設計技(jì)術(shù),在複雜(zá)水(shuǐ)域可以保持穩定工(gōng)作,矢量分布的水(shuǐ)平推進器(qì)使得水(shuǐ)下(xià)動作更加靈活可控。
檢測方法除了傳統的駐足檢測,還(hái)創新性地結合多(duō)種方式,對重點關注部位和異常區域使用搭載的激光(guāng)測量尺、噴墨示蹤裝置和滲漏檢測儀器(qì)進行重點滲漏試驗,并做好對應标記進行進一(yī)步滲漏檢測和激光(guāng)尺掃描。同時對低(dī)窪管段的隧洞洞底淤積檢測及隧洞洞身裂縫檢測。
駐足檢測、激光(guāng)尺檢測、噴墨示蹤滲漏試驗
最終檢測結果與人工(gōng)排查檢測結果相(xiàng)對比,缺陷類型全面,結果準确。根據聲呐探測結果繪制出的管道的淤積深度分布更為(wèi)後續研究隧洞淤積機(jī)理提供了精準的數據支撐。
管道聲呐圖像
此次帶水(shuǐ)狀态檢測,證明了水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人在前期運維階段非排空狀态檢測的重要意義,能(néng)夠為(wèi)生(shēng)産運維提供可靠的數據和視頻依據,為(wèi)後期排空作業(yè)、預警排期、運維計劃有著(zhe)重要的參考價值。水(shuǐ)下(xià)機(jī)器(qì)人能(néng)夠對管道的基本健康狀态進行評估,極大的節省了排空成本,降低(dī)了人員(yuán)運維難度。