初探吹填工程排泥管線監(jiān)測(cè)的措施

劉清華，張逸詩(shī)

（武漢長(zhǎng)江航道救助打撈局，湖北 武漢 430014）

吹填是指挖泥船進(jìn)行水下挖泥，并用泥泵將泥漿通過(guò)排泥管線輸送到擬填筑的泥場(chǎng)中的過(guò)程。按照排泥管線所在的位置，可以分為船端排泥管、水上浮管、水下沉管以及岸管四部分。根據(jù)疏浚與吹填工程施工規(guī)范，無(wú)論哪一部分管線出現(xiàn)問(wèn)題，都將導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)施工[1]。若堵管、爆管發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，還會(huì)造成損壞設(shè)備、影響航道、破壞工地等不利影響。

根據(jù)某絞吸挖泥船在某吹填工地的施工時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如圖1 所示。該吹填工程采取的土質(zhì)是細(xì)粉砂和黏土，相對(duì)中粗砂、風(fēng)化巖而言，泥漿對(duì)排泥管線的磨損較輕，但堵管、爆管的問(wèn)題依然存在[2]。從圖中可以看出，因管線影響造成停工時(shí)間占比仍然較高，若能早發(fā)現(xiàn)、早處理，盡快排除隱患，恢復(fù)施工，將進(jìn)一步提高設(shè)備的時(shí)間利用率，創(chuàng)造更多生產(chǎn)產(chǎn)值。

圖1 某絞吸挖泥船在某吹填工地的時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

1 確定措施

管道檢測(cè)措施大體上可以分為兩大類，管外檢測(cè)法和管內(nèi)檢測(cè)法。管外檢測(cè)法直接檢測(cè)泄漏于管外的流體（油、水、氣等），它包括許多傳統(tǒng)的檢測(cè)手段，例如人工巡線法、聲學(xué)方法、化學(xué)方法、應(yīng)力法、漏磁法和機(jī)器人方法，其主要的特征是借助于人的視覺(jué)或各種特殊傳感裝置直接感知管道問(wèn)題的存在。管內(nèi)檢測(cè)法也被稱為計(jì)算機(jī)管道監(jiān)控，它通過(guò)應(yīng)用儀器儀表對(duì)管道內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)（例如壓力、流量和溫度等）進(jìn)行檢測(cè)，然后將管道內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)流量、壓力等物理參數(shù)發(fā)生的變化，通過(guò)人工分析和計(jì)算機(jī)推理得出運(yùn)行管道是否發(fā)生堵塞、泄漏[3]。

吹填工程的泥漿運(yùn)輸管線具有臨時(shí)性及易損特征，相對(duì)于石油化工行業(yè)管線的長(zhǎng)期固定性，許多先進(jìn)的管內(nèi)檢測(cè)方法沒(méi)能得到應(yīng)用。目前行業(yè)內(nèi)最常用的還是人工巡線法。但人工巡線法耗費(fèi)大量人力，且主觀性強(qiáng)，不適宜管線實(shí)時(shí)監(jiān)控。

綜合考慮人工、設(shè)備、環(huán)境和成本等因素，擬采用儀器儀表對(duì)排泥管道內(nèi)部壓力進(jìn)行測(cè)量，利用信息技術(shù)遠(yuǎn)傳處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管理者遠(yuǎn)程對(duì)排泥管道內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，幫助其結(jié)合當(dāng)前挖泥船施工狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)排泥管線泄漏，并迅速作出反應(yīng)。

2 初步設(shè)計(jì)

基于上述確定措施，根據(jù)市場(chǎng)產(chǎn)品選型，最終選擇了一款具備遠(yuǎn)傳能力的4G 無(wú)線壓力傳感器，利用云平臺(tái)開(kāi)發(fā)人機(jī)交互界面，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

2.1 原理

4G 無(wú)線壓力傳感器可以將采集的壓力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并根據(jù)4G 通信協(xié)議，通過(guò)4G 基站遠(yuǎn)程傳送給云服務(wù)器，用戶就可以訪問(wèn)服務(wù)器獲取實(shí)時(shí)壓力值，其4G 通信拓?fù)鋱D如圖2 所示。

圖2 4G 通信拓?fù)鋱D

2.2 方案

該方案是基于某疏浚吹填工程的排泥管線監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)，在水岸連接處、900mm 管徑轉(zhuǎn)850mm 管徑處、進(jìn)南處、鐵路處共設(shè)置了4 塊4G 無(wú)線壓力傳感器。此外，該方案的人機(jī)交互界面還使用某地圖的云地圖API 調(diào)用服務(wù)，更直觀地展示排泥管線壓力表的位置。人機(jī)交互界面如圖3 所示。

圖3 人機(jī)交互界面

管理者可以通過(guò)手機(jī)或者電腦進(jìn)入監(jiān)控界面，同時(shí)掌握排泥管線上多點(diǎn)的實(shí)時(shí)壓力，結(jié)合挖泥船施工狀態(tài)，能快速判斷排泥管線的壓力是否正常，進(jìn)而判斷排泥管線的哪一段存在泄漏或者堵塞，并做出下一步工作安排。

3 小結(jié)

本文初探吹填工程排泥管線監(jiān)測(cè)措施，針對(duì)吹填工程中排泥管線的特有性質(zhì)，利用4G 無(wú)線壓力傳感器和云開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為某吹填項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)了一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)措施，能有效解決人工巡線措施耗費(fèi)大量人力、漏堵應(yīng)對(duì)不及時(shí)等弊端。