一種地埋供水管道漏水點(diǎn)示蹤檢測(cè)方法研究

謝 波，金 晶

(1.四川省觸點(diǎn)水平衡科技有限公司，成都，610031；2.成都市節(jié)約用水監(jiān)管事務(wù)中心，成都，610072)

0 引言

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，水資源節(jié)約也是社會(huì)大勢(shì)所趨，這一切離不開(kāi)節(jié)水新技術(shù)的推廣應(yīng)用。目前，供水管道普遍采用PPR管材、PE管材、球磨鑄鐵管、PVC管材、鋼管等材料制作。管道埋地后腐蝕或地面因沉降、施工工藝不規(guī)范而不均，導(dǎo)致很多用水單位或小區(qū)Ⅰ級(jí)水表和Ⅱ級(jí)水表之間的不明水率≥5%，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，但解決的手段和方法又不容易推廣普及。全球范圍內(nèi)，在建設(shè)地下管道方面，市政管道修建管廊、廠區(qū)管道盡量明管布置、居民小區(qū)采用一戶一表安裝等前期介入設(shè)計(jì)手段處理或后期采用聲波探測(cè)、壓力傳感器、氣體置換探測(cè)等專業(yè)且不易普及的檢測(cè)手段，檢測(cè)地下漏水點(diǎn)位。但是，基于管廊修建受制于規(guī)劃設(shè)計(jì)、造價(jià)高和明管鋪設(shè)影響美觀等因素，我國(guó)普遍采用供水管道直埋，出現(xiàn)漏水情況比較常見(jiàn)，導(dǎo)致總、分表計(jì)量誤差頻繁出現(xiàn)，直接導(dǎo)致出廠水量與用戶終端水量的漏失率普遍在5%～10%左右。為降低漏水率，上至自來(lái)水公司下至終端用水戶，往往需要高價(jià)聘請(qǐng)專業(yè)公司使用專用技術(shù)探測(cè)定位。但是，此種被動(dòng)式檢漏方式受制于專業(yè)技術(shù)，完全無(wú)法大面積推廣。因此，迫切需要一種費(fèi)用不高、能大量推廣使用、快速便捷檢測(cè)定位漏水點(diǎn)的技術(shù)。

本文探討一種快速準(zhǔn)確便宜，獲得供排水系統(tǒng)出水位置的無(wú)電源示蹤檢測(cè)線應(yīng)用型材料。通過(guò)金屬導(dǎo)線絕緣層破損后，遇非純水質(zhì)會(huì)發(fā)生短路的現(xiàn)象，將示蹤線絕緣導(dǎo)線層按2m～3m間隔進(jìn)行剝離，暴露出內(nèi)部裸線，并在裸露處，包裹一種易溶于水的膠狀物，此膠狀混合物成分包含：碳酸氫鈉、無(wú)水檸檬酸、聚乙烯醇粉、復(fù)合螢光磁粉黃綠色染色劑、工業(yè)用膠等成分。膠狀物與無(wú)紡布熱熔粘合后，采用二合一對(duì)夾檢測(cè)盒槽中間無(wú)紡布做間隔，防止(碳酸氫鈉粉)堿/檸檬酸遇水液后，提前反應(yīng)。檢測(cè)盒為二合一夾槽，對(duì)稱外殼鉆孔五個(gè)，方便外部水液進(jìn)入和二氧化碳?xì)怏w溢出起泡、示蹤染色劑流出土壤色差顯示。在鋪設(shè)后但不使用前，采用自粘塑料膜覆蓋，杜絕外來(lái)水液侵入。

在戶外大型供水系統(tǒng)場(chǎng)景中應(yīng)用十分廣泛，例如：地下蓄水池、游泳池、室外的地下給水管網(wǎng)或污水管道建設(shè)期間同步鋪設(shè)，既能示蹤管道或灌渠位置走向，又能起到滲透性漏水檢測(cè)作用。按工程建設(shè)投入與產(chǎn)出比排序：地下綜合管廊建設(shè)30000元/1m≥漏水點(diǎn)檢測(cè)收費(fèi)5000元/1個(gè)≥漏水點(diǎn)示蹤線20元/1m。筆者認(rèn)為在給水管道等用水設(shè)施同步鋪設(shè)后，能十分有效地大幅度減少地下管道漏水檢測(cè)的難度，是一種實(shí)用性很強(qiáng)，容易普及的新型材料。

1 材料與設(shè)備

1.1 設(shè)備

干燥箱：101A-1型；粘度計(jì)：WYT(0-80%)型；粉碎機(jī)：家用食物粉碎機(jī)；pH計(jì)：PHS-25型；凝膠強(qiáng)度測(cè)試儀：NRM-1002A型。

1.2 材料

工業(yè)用膠、碳酸氫鈉、無(wú)水檸檬粉酸、聚乙烯醇粉、帶鮮艷明亮顏色磁性熒光染色劑。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 包裹層設(shè)計(jì)

碳酸氫鈉與檸檬酸混合加入燒杯中，添加純凈水，之后觀察產(chǎn)氣泡效果與觀察熒光染色劑散布效果[1]。

2.2 空白實(shí)驗(yàn)

10g碳酸氫鈉+5g檸檬酸→倒入1000ml燒杯中→加入150ml水液[1]→觀察產(chǎn)氣泡效果→觀察熒光染色劑散布效果。

2.3 高濃度堿包裹層

包裹劑制成高濃度膠液：40g左右工業(yè)用膠液+10g碳酸氫鈉粉+2g聚乙烯醇粉+10g熒光粉混合制粒→60℃烘干→加入200ml水液→5g檸檬酸粉→觀察產(chǎn)氣效果→觀察熒光染色劑散布效果。

2.4 低濃度堿包裹層

包裹劑制成低濃度膠液：20g左右工業(yè)用膠液+10g碳酸氫鈉粉+2g聚乙烯醇粉+10g熒光染色劑混合制粒→60℃烘干→加入200ml水液→5g檸檬酸粉→觀察產(chǎn)氣效果→觀察熒光劑散布效果。

3 結(jié)果與分析

3.1 高濃度包裹工藝的起泡效果

為了選擇合理的包裹工藝，持久地釋放出二氧化碳?xì)怏w便于水中出現(xiàn)氣泡，方便指引開(kāi)挖位置。選擇不同濃度的包裹膠對(duì)碳酸氫鈉或?qū)幟仕岬陌Ч鸞1]。

表1為高濃度工業(yè)用膠與聚乙烯醇粉包裹工藝比較。由表1可知，通過(guò)包裹工藝加工的產(chǎn)氣時(shí)間最少的工業(yè)用膠為22min，而空白試驗(yàn)的產(chǎn)氣時(shí)間只有2min。由此可見(jiàn)，無(wú)論采用何種包裹劑及包裹工藝都有明顯的延長(zhǎng)產(chǎn)氣時(shí)間和染色劑的效果[1]。

表1 高濃度工業(yè)用膠與聚乙烯醇粉包裹工藝比較[2]

3.2 低濃度包裹工藝的起泡效果

采用高濃度包裹工藝在產(chǎn)氣時(shí)間上明顯比空白試驗(yàn)長(zhǎng)(見(jiàn)表1)，但與采用低濃度包裹工藝相比(詳見(jiàn)表2)，工業(yè)用膠比聚乙烯醇產(chǎn)氣量大[2]。所以選擇低濃度包裹。

表2 低濃度工業(yè)用膠與聚乙烯醇粉包裹工藝比較[2]

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，確定最佳包裹劑為工業(yè)用膠-聚乙烯醇粉、帶鮮艷明亮顏色磁性熒光染色劑混合膠?；旌夏z組成部分中的工業(yè)用膠與聚乙烯醇粉末、帶鮮艷明亮顏色磁性熒光染色劑的重量比為10∶1∶5，在50℃～60℃下攪拌2h～4h，抽濾、干燥得膠狀物。

(1)碳酸氫鈉和檸檬酸，通過(guò)包裹劑的包裹，產(chǎn)氣效果明顯比不包裹產(chǎn)品的產(chǎn)氣效果顯著，釋放時(shí)間延長(zhǎng)。

(2)高、低濃度的包裹工藝有極顯著的差異。低濃度包裹工藝的綜合包裹效果明顯優(yōu)于高濃度包裹工藝。

(3)復(fù)合包裹劑的綜合包裹效果明顯優(yōu)于單一包裹劑，其中20g工業(yè)用膠添加2g聚乙烯醇粉與10g熒光染色劑混合制粒包裹效果最佳。

(4)包裹材料圖層顯示見(jiàn)圖1、圖2。此材料可方便及時(shí)地發(fā)現(xiàn)給排水地埋管道的漏水位置。在室外地下給排水管道底部一側(cè)鋪設(shè)，就能容易發(fā)現(xiàn)漏水的位置，避免亂開(kāi)挖，可有效減少居民財(cái)產(chǎn)損失、水資源浪費(fèi)，節(jié)約施工費(fèi)用。

圖1 包裹材料疊加示意

圖2 檢測(cè)盒示意

(5)形成材料現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。該材料經(jīng)過(guò)包埋出水點(diǎn)實(shí)地檢驗(yàn)結(jié)果如圖3、圖4。

圖3 檢測(cè)盒現(xiàn)場(chǎng)埋地(若出現(xiàn)漏水周圍土壤會(huì)出現(xiàn)色差)

圖4 金屬示蹤檢測(cè)線外觀(可沿埋地管道鋪設(shè))

4.2 討論

本試驗(yàn)方法涉及一種釋放二氧化碳[1]、帶鮮艷明亮顏色熒光染色劑[4]的可溶于水絕緣膠狀物材料，結(jié)合導(dǎo)電、示蹤、檢測(cè)帶浸水發(fā)生短路現(xiàn)象[5]，屬于新示蹤材料領(lǐng)域。將工業(yè)用膠、聚乙烯醇粉末、帶鮮艷明亮顏色磁性熒光染色劑混合使用作為包裹劑，包裹碳酸氫鈉后放入干燥箱，在60℃下烘干24h，然后取包裹物與無(wú)水檸檬酸粉混合，可以制造出有鮮艷明亮顏色熒光染色劑產(chǎn)氣膠狀物。

采用膠狀物包裹劑包裹按1.0m間隔的開(kāi)放式銅芯導(dǎo)線，按二根導(dǎo)電線間距4mm平行布置，采用二合一對(duì)夾檢測(cè)盒槽中間無(wú)紡布做間隔[6]；工業(yè)用膠包裹無(wú)水檸檬酸粉和堿(碳酸氫鈉粉)等成分形成檢測(cè)層；當(dāng)遇水液工業(yè)用膠逐漸熔化，無(wú)紡布吸水充足逐漸溶化檢測(cè)層，釋放，能采用市場(chǎng)上常用的檢測(cè)電線短路的通用設(shè)備和金屬尋管儀器，確定準(zhǔn)確的管道走向和漏水點(diǎn)位。

在開(kāi)挖同時(shí)，伴隨有鮮艷明亮顏色磁性熒光染色劑隨氣泡溢出，更加直觀指示漏水區(qū)域，避免開(kāi)挖區(qū)域的擴(kuò)大。市場(chǎng)上線纜短路的檢測(cè)儀器價(jià)格普遍不高且技術(shù)成熟可靠，操作簡(jiǎn)單，非常方便新型示蹤包裹材料的應(yīng)用。