雨污分流管網施工安全風險智能監測技術

辛 博，梁洪偉，于根壯，秦 濤，王國鑫

（中國建筑第二工程局有限公司華東分公司，上海 200135）

城市污水排放是城市建設中非常重要的問題，特別是在城市快速更新的現在，以往的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術由于對管網施工安全等級劃分得過于粗糙，導致監測效果較差，以往的雨污分流管網建設已經不能滿足城市發展的需求。因此，在上述情況下，對城市地下管網的布設進行分析，將其作為施工過程中的依據。城市地下雨污分流管網關系城市的公共安全，為此，對雨污分流管網的監測非常重要。過往的監測技術多半是利用聲學原理，這種監測技術會耗費大量的人力和物力，而且很容易出現監測錯誤的情況，導致監測成本的增加。因此，本文提出了雨污分流管網施工安全風險智能監測技術，能夠全方位、多角度對雨污分流管網進行監測，降低運營的成本，保證城市安全。

1 雨污分流管網施工安全風險智能監測技術

1.1 雨污分流管網風險數據采集

為了保證雨污分流管網施工安全風險智能監測技術的應用效果，需要對雨污分流管網施工過程進行風險數據采集。如圖1 所示，采集雨污分流管網風險數據，需要進行全面、多角度的分析，保證數據采集的完整性和全面性。在雨污分流管網安全監控網的基礎上，將需要采集的數據分為幾大模塊，首先是將管網監控中的實時數據進行采集和分析，掌控管網的實時狀態。其次，要對管網監控的運行狀態進行實時采集，一旦監控的運行狀態出現問題，可以及時發現，并采取相關措施進行補救。另外，通過采集異常數據，明確管網當前的工作狀態。將上述數據采集完畢后，將其輸入到風險采集數據庫中，為之后的風險等級劃分打下基礎。至此，雨污分流管網的風險數據采集完成。

圖1 雨污分流管網風險數據采集

1.2 劃分管網施工安全風險等級

對雨污分流管網的風險數據采集之后，就可以將管網在施工過程中出現的安全問題進行劃分，根據不同的風險等級采取不同的應對措施，保證管網施工工程的正常進行。部分管網施工安全風險等級劃分情況如表1 所示。

表1 管網施工安全風險等級劃分 （單位：mm)

如表1 所示，在管網施工過程中，根據不同的施工項目，設置不同的指標閾值。根據指標的具體數值，劃分不同的風險等級，方便在之后的操作中，更好地掌握該監測項目的實際風險情況，能夠及時采取對應的措施，降低管網施工的成本，加快施工工程的進度。至此，完成了管網施工安全風險等級的劃分。

1.3 實現施工安全風險智能監測

劃分好管網施工安全風險等級之后，就開始實現管網施工安全風險的智能監測。首先，先在管網中設置監測點，利用監測儀器在管網的地表上進行放樣處理，并做好標記，在管網軸線的上方地表，設置橫向監測點，監測該地的地表沉陷情況。該監測點的布置示意圖如圖2 所示。

圖2 管網地表沉陷監測布置斷面圖

對地表沉陷的監測應當從管網的單個管道的軸線上方開始，軸線為原點，進行管網地表沉陷監測點的布設。在布設過程中，對于45°范圍內和45°范圍外的區域，要采取不同的布設方式，保證監測點對管道的全面性。在實際布設過程中，盡量在監測斷面上設置多個監測點，每個監測點之間保持適當的距離。其次，在對拱頂下沉和底部隆起進行監測，其監測點斷面布置示意圖如圖3 所示。

圖3 拱頂下沉、拱底隆起監測點斷面布置示意圖

如圖3 所示，在設置拱頂下沉的監測點時，應當將其設在管道支撐的頂部位置，拱底隆起的監測點應當設置在管道底部的支撐位置。在實際的操作中，監測點的具體位置和數量可以根據實際情況進行調整。在完成上述步驟后，就可以實時監測管網的狀態，對其中出現的風險問題進行評估，保證施工的順利進行。至此，雨污分流管網施工安全風險智能監測技術的設計完成。

2 實驗結果與討論

2.1 實驗準備

本文提出的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術在實際應用中具有一定的效果，為驗證監測技術的效果好壞，本文以某城市的雨污分流管網為例，進行一系列的實驗測試。在本次實驗中，為保證實驗的公平性，設置了對照實驗，其中，本文提出的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術為實驗組，基于大數據分析的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術為對照組1，基于BIM 的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術為對照組2。

2.2 實驗結果分析與討論

在本次實驗中，分別對某城市雨污分流管網中的多項指標進行監測，通過對比3 種技術監測的準確度，判定3 種監測技術的好壞。其具體監測結果如表2 所示。

表2 3種監測技術的監測指標 （單位：mm)

如表2 所示，對于不同的監測項目，3 種監測技術的監測指標數值有所不同。和實際的監測數值相比，實驗組的監測數值與其相差無幾，均在同一風險等級中，監測準確度較高。同時，從表2 中可以看出，實驗組的風險監測準確率達到了100%，對照組1、對照組2 的風險監測準確率均在50%左右，和實驗組相比存在較大差距。因此，本文提出的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術的監測準確率較高，在實際應用中能夠更加準確地判斷當前管網施工的具體情況，對施工安全的風險能夠更好地掌握。

3 結語

本文提出的雨污分流管網施工安全風險智能監測技術能夠監測到管網施工中的風險問題，減少對施工進程的影響。同時，本文提出的檢測技術對施工過程中出現的風險進行等級劃分，在后續的管理和工程中，能夠以此作為基礎，快速解決施工過程中出現的各種問題。此外，通過施工安全風險智能監測技術，在很大程度上掌控了當前工程的狀態，對于突發問題能夠得到快速解決。不過，本文提出的監測技術還存在一定的缺陷，但對相關行業具有一定的指導意義。