市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术

市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术

佟彤  慈国华

天津中泰市政工程有限公司 天津市  301700    天津中泰市政工程有限公司 天津市 301700

摘要：随着城市化进程的加快，市政排水管道作为城市基础设施的重要组成部分，其维护和修复工作变得尤为重要。传统的开挖修复方法不仅费时费力，而且容易对周围环境造成破坏。为了解决这一问题，市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术应运而生。

关键词：市政排水管道；数字探测；免开挖机器臂；修复技术

1市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术原理及特点

1.1技术原理

市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术是一种基于机器人技术的非开挖修复方法。该技术利用高清摄像头和传感器等数字探测设备，对市政排水管道进行全方位、高精度的检测，获取管道内部的详细信息。然后，通过远程控制或自主导航，将机器臂送入管道内部，对损坏部位进行精准修复。

1.2技术特点

非开挖修复技术的最大优势在于无需对市政排水管道进行开挖。通过采用先进的数字探测设备，可以高精度地获取管道内部的详细信息，如管道材质、破损位置、破损程度等。这些数据为后续的修复工作提供了准确的数据支持，避免了盲目开挖和不必要的资源浪费。同时，非开挖修复技术还能有效减少施工噪音和粉尘污染，为市民营造了一个更加宁静、干净的生活环境。

在修复过程中，非开挖技术采用机器臂在管道内部进行精准修复。这种修复方式不仅美观、耐用，而且可以在不破坏管道周围土壤结构的情况下完成修复工作。与传统的开挖修复方法相比，非开挖修复技术具有更高的修复效果，为市政排水管道的长期使用提供了有力保障。

此外，非开挖修复技术的操作简便也是其受欢迎的原因之一。该技术采用远程控制或自主导航，使得操作人员可以在远离现场的情况下进行修复工作，大大降低了对操作人员的技能要求。这种简化的操作流程不仅提高了修复效率，还降低了人力成本，为市政排水管道维护带来了更多的经济效益。

2市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术应用

2.1精确定位

为使作业车能够精准地找到淤堵或破损处，节约检修时间，检修先通过既有住区市政管道数字化探测，以现有的管网信息化系统、GIS系统、数据采集设备等系统的数据与信息为基础，建立管网数字孪生模型。通过新一代高智能算法，对管网的漏点在不同位置及漏量情况下的工况进行模拟仿真。采用大规模并行计算的方式在短时间内生成大量的仿真样本，然后根据实测的管网运行工况数据与样本库内的样本数据进行比对，采用机器学习、人工智能和神经网络等技术提升样本比对的速度和辨识的精准性，从而实现逆向的管网健康状况判断与检测，准确计算出管道泄漏点、积淤点、堵塞点，管道内水流量分析。

2.2管道清理

在利用免开挖机器臂进行修复前，必须先确保市政排水管道内部环境的清洁。这主要是因为管道内的淤泥、杂物等会影响数字探测设备的精度和机器臂的工作效果。因此，在进行修复工作前，需要先对管道进行清理。

管道清理的方法有多种，包括高压水射流清洗、机械刮削等。其中，高压水射流清洗是一种常用的清理方法，它利用高压水流将管道内的淤泥、杂物等冲刷干净。这种方法不仅清洗效果好，而且不会对管道造成损伤。

在清理过程中，还需要注意对管道内部的保护。例如，在使用高压水射流清洗时，需要控制水流的压力和角度，避免对管道内壁造成冲刷损伤。同时，还需要对管道内的易损部位进行特殊处理，如加装保护套等。

2.3机器臂修复

在完成管道清理后，就可以开始进行机器臂修复工作了。首先，通过数字探测设备对管道进行再次检测，确保清理工作彻底，并获取管道内部的详细信息。然后，将免开挖机器臂送入管道内部，对损坏部位进行精准修复。

机器臂修复的过程中，需要根据管道内部的实际情况选择合适的修复材料和工艺。例如，对于管道内壁的破损，可以采用喷涂、粘贴等方式进行修复；对于管道外部的破损，则需要采用加固、包裹等方式进行修复。

在修复过程中，还需要对修复效果进行实时监测和评估。这可以通过数字探测设备来实现，通过实时监测管道内部的情况，可以及时发现并处理修复过程中出现的问题，确保修复效果达到预期。

3市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术应用措施

3.1加强技术研发和创新

为了不断提高市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术的应用效果，需要加强技术研发和创新。通过深入研究市政排水管道的损坏机理和修复需求，不断优化数字探测设备和机器臂的设计，提高修复精度和效率。同时，积极探索新的修复材料和工艺，以满足不同管道材质和损坏情况的修复需求。

3.2建立完善的修复标准和规范

为了保障市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术的规范应用，需要建立完善的修复标准和规范。通过制定详细的修复流程、操作规范和安全标准，确保修复工作的科学性和安全性。同时，加强对修复人员的培训和管理，增强他们的技能水平和责任意识，确保修复工作的质量和效果。

3.3强化设备维护和保养

市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复设备是修复工作的关键。为了确保设备的正常运行和延长使用寿命，需要加强设备的维护和保养。建立完善的设备管理制度，定期对设备进行检查、维修和保养，确保设备的性能和精度。同时，加强对设备操作人员的培训和管理，增强他们的操作水平和安全意识，避免设备损坏和人员伤害。

3.4加强与其他修复技术的结合应用

市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术虽然具有独特的优势，但在实际应用中仍需要与其他修复技术相结合，以形成更加完善的修复体系。例如，可以与管道内衬、喷涂修复等非开挖修复技术相结合，针对不同类型的损坏进行精准修复。同时，也可以与开挖修复技术相结合，对于一些特殊情况或严重损坏部位进行修复。通过综合运用不同的修复技术，可以进一步提高市政排水管道的修复效果和使用寿命。

4市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术前景展望

4.1技术升级和智能化发展

随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术将实现更加智能化的发展。通过引入智能算法和数据分析技术，可以实现对市政排水管道的全面监测和预警，及时发现潜在问题并进行修复。同时，通过智能化升级，可以进一步提高修复精度和效率，降低人力成本和安全风险。

4.2新材料和新工艺的研发应用

随着新材料和新工艺的不断涌现，市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术将采用更加先进、环保的修复材料和工艺。通过研发具有优异性能的新型材料，如高强度复合材料、自修复材料等，可以进一步提高修复质量和耐久性。同时，通过引入新型工艺，如3D打印、激光修复等，可以实现对损坏部位的快速、精准修复，提高修复效率和降低成本。

4.3跨领域合作与应用拓展

市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术具有广泛的应用潜力，可以与其他领域进行跨合作与应用拓展。例如，可以将该技术应用于给水管道、燃气管道等其他类型管道的修复工作中。同时，也可以将该技术与无人机、机器人等先进技术相结合，形成更加完善的管道检测与修复体系。

结语：

总之，市政排水管道数字探测免开挖机器臂修复技术作为一种新型的非开挖修复方法，具有显著的优势和应用前景。通过不断的技术创新和应用推广，相信该技术将在市政排水管道修复领域发挥更加重要的作用，为城市的可持续发展提供有力保障。

参考文献：

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