深埋供水管網(wǎng)漏水探測的方法
根據(jù)《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》CJJ92-2016要求,到2020年供水管網(wǎng)基本漏損率到達(dá)10%。為了降低供水管網(wǎng)的漏損率,我國多數(shù)城鎮(zhèn)供水公司已開展供水管網(wǎng)漏水 監(jiān)測、漏水檢測工作,有些水司還組建了專業(yè)檢漏隊伍或?qū)I(yè)檢漏公司,這將對我國管網(wǎng)漏水控制起到積極的作用。地下管道漏水的規(guī)律是由暗漏到明漏,有時暗漏的水流入河道、下水道或電纜溝后始終成不了明漏,因此如何快速檢測暗漏是我國城鎮(zhèn)供水公司的當(dāng)務(wù)之急,特別是東北地區(qū)供水管網(wǎng)漏水探測。
多年來由于人們對供水管道漏水的共識,先后采用了一些檢漏方法和檢漏設(shè)備,通常采用的檢漏方法有:聽音檢漏法,相關(guān)分析檢漏法,鉆孔聽音檢漏法等。這些檢漏法是靠漏口產(chǎn)生的聲音來探測并定位漏點的,實踐證明是有效的檢漏方法。2011年住建部頒布了《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水探測技術(shù)規(guī)程》CJJ 159-2011,給出供水管網(wǎng)多種探測漏水的方法,下面重點介紹深埋供水管網(wǎng)漏水探測的方法及儀器性能特點、適用范圍及實際應(yīng)用,僅供參考。
1、供水管道漏水聲的產(chǎn)生及種類
供水管道擔(dān)負(fù)的任務(wù)是將飲用水輸送到用戶,以滿足人們生活最基本的需要。然而,供水管道也會發(fā)生漏水情況,當(dāng)發(fā)生時,噴出管道的水與漏口邊緣摩擦,以及與周圍介質(zhì)撞擊或流動,會產(chǎn)生不同頻率﹑不同振幅的振動,由此產(chǎn)生漏水聲波。漏水聲的種類通??煞譃槿N:
1.1 漏口摩擦聲
是指噴出管道的水與漏口邊緣摩擦產(chǎn)生的漏水聲波,其頻率通常為100~2500Hz,并沿管道以指數(shù)規(guī)律衰減(I=I0e_ax, I0為漏點聲強(qiáng), I為距漏點X處聲強(qiáng), a為衰減系數(shù))向遠(yuǎn)方傳播,傳播距離通常與水壓、管材、管徑、接口、漏口尺寸等有關(guān),在一定范圍內(nèi),可在閘門﹑消火栓等暴露點聽測到漏水聲波。
1.2 水頭撞擊聲
是指噴出管道的水與周圍介質(zhì)撞擊產(chǎn)生的漏水聲波,并以漏斗形式通過土壤向地面擴(kuò)散,或以球面波向地面?zhèn)鞑?可在地面用檢漏儀聽測到,其頻率通常為100~800Hz之間。
1.3 水流與介質(zhì)摩擦聲
是指噴出管道的水帶動周圍粒子(如土粒,沙粒等)流動并相互碰撞摩擦產(chǎn)生的漏水聲波,其頻率較低,通常在地面聽不到,只有把聽音桿插到地下漏口附近時,可聽測到,這為漏點最終確認(rèn)提供了手段。
總之,以上三種漏水聲波是用不同儀器設(shè)備來探測的, 相關(guān)儀探測的是漏口邊緣摩擦聲。
2、檢漏方法
2.1 聽音檢漏法
音聽檢漏法分為閥栓聽音和地面聽音兩種,前者用于查找漏水的線索和范圍,簡稱漏點預(yù)定位;后者用于確定漏水點位置,簡稱漏點精確定位。
漏點預(yù)定位是指聽漏棒、電子聽漏儀及噪聲自動記錄儀來探測供水管道漏水的方法,根據(jù)使用儀器的不同,預(yù)定位技術(shù)主要有閥栓聽音法和噪聲自動監(jiān)測法。
(1)閥栓聽音法
閥栓聽音法是用聽漏棒或電子放大聽漏儀直接在管道暴露點(如消火栓、閥門及暴露的管道等)聽測由漏水點產(chǎn)生的漏水聲,從而確定漏水管道,縮小漏水檢測范圍。金屬管道漏水聲頻率一般在300~2500Hz之間,而非金屬管道漏水聲頻率在100~700Hz之間。聽測點距漏水點位置越近,聽測到的漏水聲越大;反之,越小。
(2)地面聽音法
當(dāng)通過預(yù)定位方法確定漏水管段后,用電子放大聽漏儀在地面聽測地下管道的漏水點,并進(jìn)行精確定位。聽測方式為沿著漏水管道走向以一定間距逐點聽測比較,當(dāng)?shù)孛媸耙羝骺拷┧c時,聽測到的漏水聲越強(qiáng),在漏水點上方達(dá)到最大。
拾音器放置間距與管道材質(zhì)有關(guān),一般說來,金屬管道間距為1~2米,而非金屬管道為0.5~1米,水泥路面間距為1~2米,土路面為0.5米。適合埋深2米以內(nèi)管道。
2.2 相關(guān)檢漏法
相關(guān)檢漏法是采用漏水相關(guān)分析技術(shù)的原理,也是音聽法的一種,通過放置在漏水點兩側(cè)閥門或消火栓上的傳感器探測漏水聲信號(見圖3),由相關(guān)儀主機(jī)接收而確定漏水點位置。漏水點發(fā)出的漏水聲會以一定的速度沿管道向兩側(cè)傳播,先傳到左側(cè)A點,后傳到左側(cè)B點,這樣就產(chǎn)生了時間延時(即時間差),相關(guān)儀采用相關(guān)分析技術(shù)就可以測定此時間差,從而計算出漏水點的位置。該方法特別適合深埋供水管網(wǎng)的漏水探測。
假設(shè)漏水點距較近的傳感器距離為Lx,兩個傳感器間的距離為L,聲波的速度為V,漏水聲波到達(dá)兩個傳感器的時間差為Td,則漏水點距較近的傳感器距離計算公式如下:
式中V取決于管材、管徑和管道中的介質(zhì),單位為m/s或m/ms,并全部存入相關(guān)儀中。
3、相關(guān)儀的主要性能特點
3.1 濾波功能:可采用自動濾波和手動濾波,其目的是濾除環(huán)境干擾噪聲。
3.2 頻率分析:顯示各傳感器頻率信號,以便選擇最佳濾波設(shè)置。
3.3 陷波功能:在選定濾波范圍內(nèi)濾除穩(wěn)定的干擾源。
3.4 峰值壓制:壓制當(dāng)前峰值,定位其次峰值??稍陂y門、泵等穩(wěn)定噪聲干擾下定位漏水位置。
3.5 自定義功能:相關(guān)儀內(nèi)部理論聲速會與實際聲速存在偏差,用戶可自己定義管道的聲速。這樣會使相關(guān)定位更準(zhǔn)確。
3.6 數(shù)據(jù)回放:現(xiàn)場原始聲波數(shù)據(jù)可記錄在相關(guān)儀中,便于進(jìn)行事后相關(guān)分析。
4、相關(guān)儀應(yīng)滿足的要求
4.1 二個、多個傳感器必須直接或間接接觸管壁或閥門、消火栓等附屬設(shè)備。
4.2 二個傳感器之間的管道長度不應(yīng)太長,一般為100~300米,取決于管網(wǎng)壓力、管材、管徑和漏口大小。
4.3 傳感器與相關(guān)儀間的信號傳輸可采用無線或有線傳輸方式。
4.4 傳感器之間的管道長度、管材和管徑必須人工輸入相關(guān)儀中。
5、紫俠相關(guān)儀在實際漏水檢測中的應(yīng)用
紫俠相關(guān)儀我國自主研發(fā),具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一款供水管網(wǎng)漏水探測設(shè)備。自從研制成功以來,已經(jīng)經(jīng)過了相當(dāng)長時間的測試與使用。使用情況很好,完全能夠滿足國內(nèi)客戶的需求。
到目前為止,在經(jīng)歷過的數(shù)百次的使用中,都顯示了其良好的性能。曾經(jīng)在北京、弓長嶺、撫順等使用中,獲得了良好的測量結(jié)果,得到了各水司的好評。紫俠相關(guān)儀已成為北京埃德爾公司自己檢漏隊伍的必備裝備,他們更信賴紫俠相關(guān)儀。測試結(jié)果見下圖:
6、結(jié)束語
相關(guān)檢漏法在供水管道漏水檢測中是必不可少的,特別適用于穿墻、過河、埋設(shè)較深等管道漏水探測,是供水管道漏水檢測的主要方法之一,應(yīng)與聽音檢漏法結(jié)合,可準(zhǔn)確復(fù)核漏水點位置,使漏水探測更快速,探測效果達(dá)到最佳。
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