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排泥管線輸送到擬填筑的泥場(chǎng)中的過程。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，無論哪一部分管線出現(xiàn)問題，都將導(dǎo)致無法繼續(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或各種特殊傳感裝置直接感知管道問題的存在。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 無線壓力傳感器，利用云平臺(tái)開發(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4G 基站遠(yuǎn)程傳送給云服務(wù)器，用戶就可以訪問服務(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 無線壓力傳感器和云開發(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。