城市地下管网维护与巡检技术方案

城市地下管网维护与巡检技术方案城市地下管网作为城市的“血管”与“神经”，承载着供水、排水、燃气、电力、通信等核心功能的稳定运行。随着城市规模扩张与管网服役年限增长，管网老化、渗漏、堵塞等问题日益凸显，传统人工巡检效率低、风险高、覆盖不足的弊端愈发明显。构建“感知-巡检-运维-决策”一体化的技术方案，成为破解地下管网管理难题、保障城市安全运行的关键抓手。一、技术方案的核心模块：从感知到运维的全链条升级（一）智能感知网络：构建管网“神经末梢”针对地下管网隐蔽性强、故障难预判的痛点，多参数传感器组网实现全域监测：供水管道部署压力、流量传感器，实时捕捉水压波动、偷排漏损；排水管网搭载液位、流速传感器，预警内涝风险与管道淤积；燃气管网采用激光甲烷传感器，精准识别微量泄漏；电力电缆敷设光纤测温传感器，监测过载与绝缘老化。分布式光纤传感技术则为长距离管网提供“全时体检”：通过在管道沿线敷设感温、感振光纤，可实时监测管道应变、温度场分布，对地质沉降、第三方施工破坏等隐患实现毫米级定位。以上海某输油管道为例，光纤传感系统成功预警3次第三方施工触碰事件，避免了管道破裂风险。（二）智能巡检装备：突破“人工作业”局限管网内巡检机器人实现“无人化”精准检测：小型爬行机器人（直径≤150mm）搭载高清摄像头、激光测距仪，可在DN300以上管道内自主导航，识别腐蚀、裂缝、支管错接等缺陷；两栖机器人配备防水推进器，在排水管网满水段检测淤积、异物堵塞。北京某排水管网改造中，机器人累计检测200公里管道，发现结构性缺陷37处，效率较人工提升8倍。管网外巡检体系覆盖“地上-地下”全域：无人机搭载LiDAR（激光雷达）与红外热成像，快速扫描地表管网路由、周边违建与热力泄漏；综合管廊巡检机器人沿轨道移动，监测温湿度、有害气体浓度，联动消防、通风系统。深圳前海综合管廊通过机器人巡检，将人工巡检频次从每周1次降至每月1次，故障响应时间缩短至15分钟。（三）数字孪生平台：打造管网“数字镜像”数据整合与建模是平台核心：对接传感器、巡检设备、GIS（地理信息系统）数据，构建“管网物理实体-数字模型-运行数据”三位一体的孪生体。以上海“一网统管”为例，平台整合全市2.3万公里管网数据，三维建模精度达厘米级，动态还原管道埋深、接口类型、周边地质条件。模拟预测与决策支持实现“治未病”：通过流体力学、结构力学算法，模拟管网在降雨、负荷变化下的运行状态，预测爆管、塌陷风险。杭州供水系统借助数字孪生，将爆管预测准确率提升至82%，抢修时长缩短40%。平台还支持可视化调度，运维人员可通过AR（增强现实）眼镜查看管道内部结构，远程指导修复作业。（四）维护工艺升级：从“被动抢修”到“主动维护”非开挖修复技术减少城市扰动：紫外光固化修复（UV-CIPP）将浸满树脂的软管拉入破损管道，紫外光照射固化后形成“管中管”，1天内可修复50米长DN600管道；胀管法通过液压扩张旧管道，同步拉入新管，适用于老旧管道更新。南京某小区改造中，非开挖技术使路面开挖量减少90%，工期从30天压缩至5天。预防性维护策略延长管网寿命：基于数字孪生的周期性检测（如每年1次CCTV检测、每季度1次压力监测），结合管网年龄、材质、负荷等因素建立风险评估模型，将管网分为高、中、低风险区。广州对高风险管段实施“一管一策”维护，5年内管网漏损率从12%降至6.8%。二、实施路径与保障机制：从试点到全域的落地逻辑（一）分阶段实施：试点-推广-覆盖试点验证期（6-12个月）：选择老旧城区、新建综合管廊作为试点，验证传感器兼容性、机器人通过性、平台稳定性，形成可复制的技术包。区域推广期（1-2年）：在行政区或功能区推广，优化多部门数据接口，完善运维流程，建立“发现-派单-修复-核查”闭环机制。全城覆盖期（3-5年）：搭建市级管网运维指挥中心，整合各区数据，实现跨区域、跨部门协同调度。（二）多部门协同：打破“信息孤岛”成立由市政、水务、燃气、电力等部门组成的联合工作组，共享管网GIS图、运行数据、施工计划。例如，深圳建立“管网一张图”平台，市政部门的道路施工计划提前推送至水务、燃气部门，避免挖断管道事件，2023年此类事故同比下降67%。（三）人员能力建设：培养“复合型运维团队”开展技术分层培训：基层人员学习传感器安装、机器人操作；技术骨干掌握数字孪生建模、算法优化；管理人员熟悉平台调度与应急指挥。通过“理论+实操”培训，青岛某运维公司团队在3个月内掌握了UV-CIPP修复工艺，修复质量达标率提升至98%。（四）保障机制：政策-资金-标准-安全政策支持：地方政府出台《地下管网智慧运维管理办法》，明确技术标准与考核指标，如要求新建管网传感器覆盖率≥80%。资金保障：设立专项基金，探索PPP模式引入社会资本，如成都某管廊项目通过PPP融资12亿元。标准规范：制定地方标准《地下管网智能巡检技术规程》，规范传感器选型、机器人巡检流程、数字平台接口，确保技术兼容性。安全管理：建立有限空间作业“双人监护”制度，数据传输采用国密算法加密，防止管网信息泄露。三、价值与展望：从“管网安全”到“城市韧性”本技术方案通过“感知-巡检-运维-决策”的全链条升级，可实现三大价值：效率提升（巡检效率提升5-10倍）、成本降低（运维成本下降30%-50%）、风险管控（故障响应时间缩