冯新-基于FBG声学阵列的PCCP断丝实时监测与精准定位方法.pdf

1、基于基于FBG声学阵列的声学阵列的PCCP断丝断丝实时监测与精准定位方法实时监测与精准定位方法冯新冯新大连理工大学建设工程学院大连理工大学建设工程学院辽宁省工程防灾减灾重点实验室辽宁省工程防灾减灾重点实验室NSFC国家自然科学基金面上项目 520790242 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议内容内容1.研究背景2.主要研究进展3.结论2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复

2、技术学术会议1.研究背景NSFC国家自然科学基金面上项目 520790242 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议水资源开发利用与水资源开发利用与PCCP建设建设大力发展引调水工程对于破解水资源分布不平衡、支撑社会可持续发展具有重要意义。预应力钢筒混凝土管（PCCP）具有高工压、抗渗性强、抗震性好等特点，适合长距离高压输供水管线建设。PCCP被五部委发布的中国节水技术政策大纲推荐为大口径管线的首选管型。2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工

3、程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议PCCP在我国的发展在我国的发展PCCP自上个世纪80年代引入我国，历经了技术引进、消化吸收、改进创新的过程，已经实现了装备制造国产化、技术标准系列化、产品规格多元化。目前我国的PCCP年设计生产能力超过 5000 公里，建设总里程达到2.6 万多公里，成为世界上在建和规划PCCP工程最多的国家。南水北调京石段（DN4000）2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议PCCP长期服役性能PCCP应用最多的

4、北美地区（3.5万公里），至2007年共发生460起I类失效事故。水锤、超载、腐蚀、氢脆是导致PCCP爆管失效的重要因素。美国水工协会（AWWA）自1990年代以来启动了“预应力混凝土管性能”的研究计划，并于 2008 年发布了PCCP 失效研究报告，确定PCCP长期性能的检测、监测与评估为当前的研究重点。利比亚大人工河工程爆管（世界第八大奇迹）北美PCCP失效数据（AwwaRF）2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议PCCP结构检测技术 声/超声法检测 检测能力：混凝土开裂、

5、脱粘等 电磁法检测(P波、远场涡流)局限性：仅能检测混凝土缺陷，无法检测钢丝状态，特别是钢丝的腐蚀和氢脆 检测能力：断丝 局限性：易受环境干扰（任何内外金属构件）钢筒焊接状态影响损伤评估无法确定断丝环向位置无法检测钢丝腐蚀和氢脆的程度超声法检测电磁法检测2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议PCCP断丝监测技术标距长度:=2瑞利声学光纤监测技术定位精度有限（误差数米）仅能趋势性预警国际巨头垄断，数据安全问题1300+km（南水北调、大人工河）瑞利声学光纤断丝监测技术原理示意图A

6、SCE认为，AFO的精度大约相当于一个管径（结论相当含糊）2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议2 0 2 6 中欧管道工程与非开挖修复技术学术会议瓶颈问题 瓶颈问题：定位不准导致无法科学预警 PCCP作为线性工程存在大量高风险区域 通常有若干穿越城市大道、省道、铁路及河流的区段，面临复杂的外部静、动力荷载以及腐蚀环境、杂散电流等，其损伤、失效的概率远远高出其他区段。这些区段一段出现爆管事故，不但造成严重的经济损失，而且可能导致人员伤亡，引发公共安全事故，造成恶劣的社会影响。而高风险区程轻易不能进行停水检修，亟需发展高风险区PC