初探吹填工程排泥管线监测的措施

刘清华，张逸诗

（武汉长江航道救助打捞局，湖北 武汉 430014）

吹填是指挖泥船进行水下挖泥，并用泥泵将泥浆通过排泥管线输送到拟填筑的泥场中的过程。按照排泥管线所在的位置，可以分为船端排泥管、水上浮管、水下沉管以及岸管四部分。根据疏浚与吹填工程施工规范，无论哪一部分管线出现问题，都将导致无法继续施工[1]。若堵管、爆管发现不及时，还会造成损坏设备、影响航道、破坏工地等不利影响。

根据某绞吸挖泥船在某吹填工地的施工时间数据统计结果，如图1 所示。该吹填工程采取的土质是细粉砂和黏土，相对中粗砂、风化岩而言，泥浆对排泥管线的磨损较轻，但堵管、爆管的问题依然存在[2]。从图中可以看出，因管线影响造成停工时间占比仍然较高，若能早发现、早处理，尽快排除隐患，恢复施工，将进一步提高设备的时间利用率，创造更多生产产值。

图1 某绞吸挖泥船在某吹填工地的时间数据统计结果

1 确定措施

管道检测措施大体上可以分为两大类，管外检测法和管内检测法。管外检测法直接检测泄漏于管外的流体（油、水、气等），它包括许多传统的检测手段，例如人工巡线法、声学方法、化学方法、应力法、漏磁法和机器人方法，其主要的特征是借助于人的视觉或各种特殊传感装置直接感知管道问题的存在。管内检测法也被称为计算机管道监控，它通过应用仪器仪表对管道内部运行参数（例如压力、流量和温度等）进行检测，然后将管道内部运行参数作为输入数据，根据流量、压力等物理参数发生的变化，通过人工分析和计算机推理得出运行管道是否发生堵塞、泄漏[3]。

吹填工程的泥浆运输管线具有临时性及易损特征，相对于石油化工行业管线的长期固定性，许多先进的管内检测方法没能得到应用。目前行业内最常用的还是人工巡线法。但人工巡线法耗费大量人力，且主观性强，不适宜管线实时监控。

综合考虑人工、设备、环境和成本等因素，拟采用仪器仪表对排泥管道内部压力进行测量，利用信息技术远传处理数据，实现管理者远程对排泥管道内部压力进行实时监测的目的，帮助其结合当前挖泥船施工状态，及时发现排泥管线泄漏，并迅速作出反应。

2 初步设计

基于上述确定措施，根据市场产品选型，最终选择了一款具备远传能力的4G 无线压力传感器，利用云平台开发人机交互界面，以实现远程实时监测的目的。

2.1 原理

4G 无线压力传感器可以将采集的压力转化为电信号，并根据4G 通信协议，通过4G 基站远程传送给云服务器，用户就可以访问服务器获取实时压力值，其4G 通信拓扑图如图2 所示。

图2 4G 通信拓扑图

2.2 方案

该方案是基于某疏浚吹填工程的排泥管线监测的设计，在水岸连接处、900mm 管径转850mm 管径处、进南处、铁路处共设置了4 块4G 无线压力传感器。此外，该方案的人机交互界面还使用某地图的云地图API 调用服务，更直观地展示排泥管线压力表的位置。人机交互界面如图3 所示。

图3 人机交互界面

管理者可以通过手机或者电脑进入监控界面，同时掌握排泥管线上多点的实时压力，结合挖泥船施工状态，能快速判断排泥管线的压力是否正常，进而判断排泥管线的哪一段存在泄漏或者堵塞，并做出下一步工作安排。

3 小结

本文初探吹填工程排泥管线监测措施，针对吹填工程中排泥管线的特有性质，利用4G 无线压力传感器和云开发平台，为某吹填项目初步设计了一种远程监测措施，能有效解决人工巡线措施耗费大量人力、漏堵应对不及时等弊端。