2007 年，北京市有關部門專門編制了《北京市南水北調配套工程總體規劃》，提出了“兩大動脈、六大水廠、兩個樞紐、一條環路和三大應急水源地”的供水格局。東干渠工程是北京市南水北調配套工程“一條環路”中線路最長，投資最大的項目。其輸水隧洞工程沿五環路，北起北五環上清橋，南至亦莊經濟開發區，全長 44.7 公里，最大過水流量為 26 立方米每秒，直接或間接供水的水廠規模約占北京市南水北調工程供水水廠總規模的 50%。
東干渠工程的實施對實現北京市多水源聯合調度，保證北京市中心城和新城主要水廠具備雙水源條件，保障首都的供水安全及可持續發展等方面具有重要意義。
北京南水北調配套工程總體規劃圖
東干渠輸水隧洞十廠分水口至通州分水口段現有3處地表滲水點，博雅工道根據南水北調環線管理處要求，在輸水隧洞排空前針對部分地表滲水點段開展機器人檢測工作，重點檢測了隧洞伸縮縫及滲漏點。此次檢測的目的主要為人工進洞檢測相互印證，積累不停水隧洞滲漏檢測的技術經驗，驗證新技術的可行性。
南水北調配套工程亦莊調節池
地下管網的常見的檢測難點是管道過于狹窄，而東干渠作為輸水隧洞檢測難點問題不在空間小，而是空間太大。行業規定超過800mm孔徑的管道可以下人檢測，東干渠管內孔徑達到了4.6m(4600mm)。這種孔徑大且路徑長的輸水隧洞，要實現大規模全面檢測，常規的人工檢測方法需要在排空隧洞后進行多人多輪次的作業。除此之外，根據數據整理分析的結果，還要針對關鍵位置進行二次的專項檢測。
傳統檢測方式為達到標準，檢測的時間相對較長且較難預估。排空檢測在一定程度上會影響輸水隧洞的日常使用，因此如何在有限的時間內對大口徑輸水隧洞管道實現全覆蓋檢測，是檢測任務的一大難點，也是這類輸水隧洞檢測的關鍵所在。
北京南水北調配套工程總體規劃圖
創新性檢測技術
水下機器人技術在大口徑地下輸水隧洞檢測中的集成應用與示范
2022 年 9 月-10 月，我單位在南水北調東干渠亦莊分水口不同管段進行了多次檢測。創新性地使用最新的水下機器人技術，在管道不排空的情況下實施帶水檢測。
此次檢測內容包括水下機器人光學檢測、聲學檢測、激光測量及滲漏試驗。檢測人員根據地表滲水點的位置，在臨近的排氣閥井布放 R1-20Pro 水下機器人。在排氣閥井上下游各 300 米范圍管段，使用水下高清攝像頭、前視多波束聲吶和管道聲吶進行全覆蓋掃描。
檢測使用的 R1-20Pro 水下機器人搭載水下高清攝像頭、前視多波束聲吶、管道聲吶、激光測量尺和噴墨示蹤裝置，共檢測了約 685 條環縫，總距離約為 10 公里。
在排氣閥井進行布放的現場
博雅工道水下觀測系列產品采用模塊化設計，可搭載聲吶、機械臂、激光測量尺、噴墨示蹤裝置等多種配件，能夠完成水下設施、建筑物的檢查、維修、維護和拆除的工作。通過計算機輔助設計技術，在復雜水域可以保持穩定工作，矢量分布的水平推進器使得水下動作更加靈活可控。
檢測方法除了傳統的駐足檢測，還創新性地結合多種方式，對重點關注部位和異常區域使用搭載的激光測量尺、噴墨示蹤裝置和滲漏檢測儀器進行重點滲漏試驗，并做好對應標記進行進一步滲漏檢測和激光尺掃描。同時對低洼管段的隧洞洞底淤積檢測及隧洞洞身裂縫檢測。
駐足檢測、激光尺檢測、噴墨示蹤滲漏試驗
最終檢測結果與人工排查檢測結果相對比，缺陷類型全面，結果準確。根據聲吶探測結果繪制出的管道的淤積深度分布更為后續研究隧洞淤積機理提供了精準的數據支撐。
管道聲吶圖像
此次帶水狀態檢測，證明了水下機器人在前期運維階段非排空狀態檢測的重要意義，能夠為生產運維提供可靠的數據和視頻依據，為后期排空作業、預警排期、運維計劃有著重要的參考價值。水下機器人能夠對管道的基本健康狀態進行評估，極大的節省了排空成本，降低了人員運維難度。
聯系我們
