《给排水管网分布式光纤实时监测预警系统建设技术规范》团体标准解读

一、标准编号及标准名称

《给排水管网分布式光纤实时监测预警系统建设技术规范》（T/CI 827—2024）团体标准，于2024年12月24日正式发布实施。

二、标准制定背景

改革开放以来，随着中国城镇化建设的高速发展和城市人口密度爆炸式增长，对各种城市基础设施特别是给排水管网提出了更大的量的需求，需要更大口径、更长里程的管线；同时也给管道安全提出了更高的质量要求，早期建设的管道质量标准较低，质量较差，更有管道寿命周期已到超期运行，导致给排水管道状况不断。

由于国情和国民经济原因，我国早期建设的给水管，考虑到承受水压和土压以及防腐问题，管材主要以球墨铸铁管为主，承插口接头漏损是不争的事实。焊接钢管的内外层防腐也没有很好地解决办法，腐蚀穿孔司空见惯。以上原因导致我们城市给水管网的漏损率多年来居高不下，每年白白漏掉的水数量惊人，而我国却是淡水资源缺乏的国家。如此恶性循环，节能、减碳困难重重。排水管大多数设计为重力流管道，安全要求更低，选用的管材为混凝土管居多，管道开裂、错节、破损更是家常便饭，加上不重视管道井的质量管理，污水管道和井壁密封很差，污水甚至化工污水渗漏到地下，导致环境污染严重；

各种人为施工（比如开挖、打桩、盾构、定向钻、顶管、开挖深基坑、开采地下水和矿产资源等）、市民生产、生活、交通产生的各种振动等对地下给排水管网带来安全威胁；各种自然地质灾害（比如地震、地质沉降、滑坡、泥石流、暴雨洪水、地下水位剧烈变化等）、重载货车碾压、导致给排水管道变形、接头开裂、错位、脱节、泄漏、爆管；高压输电走廊、地铁、大型变压器产生的杂散电流加速钢管腐蚀，严重威胁给排水管网安全。

同时，城市给、排水、污水管道泄漏带走泥沙掏空地基、严重影响地下建筑物（比如地铁、隧道、地下管廊、人防工程等）的安全。

事实上我国的给排水管网几乎没有同步建设管道安全健康监测预警系统，即便安装了传统的压力计、流量计，也无法及时发现给排水管道发生的水锤、气堵、早期泄漏，只有发生了较大的泄漏甚至爆管后，才会因管道失压或者流量骤降，才知道出了大问题，但是为时已晚，于事无补。因电传感器信号容易受电源稳定性、地磁、雷电、地下杂散电流、工频干扰，信号可靠稳定性差；传统点式电传感器长期处于潮湿环境甚至完全泡在水中，使用寿命短，维护工作量大，几十年下来，运维材料和人工成本很高；而且管道之间会有分支或者三通，也会有多个用户，管道的压力和流量都是动态的而且是不均匀的，所以传统的流量传感器无法监测管道泄漏爆管，传统的压力计也不能监测管道泄漏。

综上所述，立项编制本标准具有很强的现实意义和政策导向作用，规范相关的设计、施工、应用维护单位采用新技术、新标准来为给排水管网的安全健康保驾护航。

三、标准制定的必要性

无数的事故证明，传统的点式应变片、光纤光栅应变计、静力水准仪、全站仪传感器都无法胜任给排水管网的风险监测和预警，其原因大致如下：

1.点式、准发布式传感器无法在空间维度上无盲区地采集给排水管网的安全健康数据；

2.传统的点传感系统的信号采集速率低、信号传输时延长，数据处理能力弱，无线网络带宽低，无法在时间维度对排水管网的安全健康数据进行实时在线采集分析；

3.基于电的传感器需要在地下空间现场布设电源线、信号线、解调仪、无线传输模块，不但投资巨大，而且工程上不可实现；

4.传统的电传感器信号容易受电源稳定性、地磁、雷电、地下杂散电流、工频干扰影响，信号可靠稳定性差；

5.传统点式电传感器的使用寿命短，维护工作量大，几十年下来，运维材料和人工成本很高、预埋式的钢筋计等传感器一旦损坏，无法维修、更换。

综上所述，立项编制本标准具有很强的现实意义和政策导向作用，规范相关的设计、施工、运维单位采用新技术、新标准来为排水管网的安全健康保驾护航。

四、编制过程

本标准在起草过程中根据各阶段标准任务的工作要求，组织了相关领域的调研，并召开了多次的研讨会，参与标准研讨的专家多来自专业领域，还包括来自全国高等院校的学者及相关用户等，通过对标准内容进行多次的修改和完善，形成了目前的标准文本。主要编制过程包括以下几个阶段：

1.准备阶段

2023年8月，组织开展标准立项前的前期筹备工作；

2023年8月，标准项目完成立项；

2023年11月，召开工作组启动会议，标准工作组提交工作计划及人员组成等方案。

2.调研阶段

2023年8月—2023年11月，进入调研阶段，标准编制组前期以资料调研方式，收集相关标准、项目文档进行草案大纲设计；

2023年11月—2024年2月，标准编制组以标准大纲草案为基础，走访调研相关单位，与市政道路管理部门、设计院、施工单位等相关管理、设计、技术人员进行广泛深入交流，掌握生产、应用实际情况，听取大家对标准主要技术内容的意见和建议，分析讨论、资料整理、汇总。

3.起草阶段

2024年3月，标准编制工作组成员在组长的主持下，根据GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，结合前期调研和资料收集情况，根据我国城市步道沥青路面应用实际情况，充分利用现有行业资料，结合科研成果，参考国家标准、行业标准，起草了标准草案稿。

4.草案稿研讨阶段

2024年4月—2024年5月，标准编制工作组组织相关单位和专家就标准内容进行多次研讨，根据专家意见，对《给排水管网分布式光纤实时监测预警系统建设技术规范》标准草案进一步修订完善，形成了工作组讨论稿。

5.征求意见阶段

拟定于2024年6月，标准编制组完成《给排水管网分布式光纤实时监测预警系统建设技术规范》征求意见稿、编制说明和意见汇总处理表，由中国国际科技促进会提交全国标准信息平台。

6.审查阶段

拟定于2024年7月，召开《给排水管网分布式光纤实时监测预警系统建设技术规范》标准送审稿审查会，与会专家听取标准起草组的介绍，并提出专业意见及建议。

7.报批阶段

拟计划于2024年7月30日前，根据审查会意见对标准进行修改完善，汇总标准制定过程各项材料，形成标准报批稿。

五、标准主要内容

本标准共分为11章，内容包括：总则、术语、基本规定、分布式光纤传感器、信号解调仪、分布式光纤传感器安装、解调仪、报警主机安装、性能测试、风险监测预警平台、验收报告、运行和维护。

1.总则

规定了标准的主要内容及适用范围。

2.术语

列出了标准适用的术语及定义。

3.基本规定

描述了全光型风险监测预警系统的组成和基本功能。

4.分布式光纤传感器

描述了分布式光纤传感器的结构、性能、接头盒、损耗等。

5.信号解调仪

规定了解调仪的性能、使用环境、外壳防护、电源、机柜、通信等要求。

6.分布式光纤传感器的安装

规定了分布式光纤传感器的安装敷设的一般规定和技术要求。

解调仪、报警主机安装

规定了解调仪、报警主机安装的一般规定、机柜及电源等要求。

性能测试

描述了测试的一般规定、测试内容、测试方法、验证方法等。

风险监测预警平台
    描述了风险监测预警平台的功能要求、布置及安装要求、监测预警测试要求等。

验收报告
    规定了验收内容及范围、报告模板等。

运行和维护
    规定了运行维护服务的内容。

六、标准实施意义

国内外对给排水管网本体结构的各种安全健康监测一直在进行，但是都是基于传统点式（准发布式）电传感器比如流量计、压力计的应用。如果在给排水管网上部署点式传感器，大量没有安装传感器的区域都是盲区，而事故不可能只在安装了传感器的地方发生。从大量的城市马路塌陷事故可知，给排水管网的智能化建设，任重道远。住建部今年5月份在合肥召开现场会，推动城市生命线工程建设，而给排水管网也是城市生命线的主要组成部分，给排水管网的安全直接关系到城市的正常运转，和老百姓的生活、工作、交通安全密切相关，意义重大。本标准的应用前景广阔。

本标准的实施，将强制给排水管道的设计、生产、施工、运行、维护单位加强质量控制，根据本标准建设的给排水管网智能化系统将通过数据的采集和大数据的分析应用，给排水管网建设的所有参与方的产品和服务质量进行量化，哪家的管材质量差、哪家的施工质量差、哪些单位的运维质量差都一目了然；另外，有了大量的数据，将对管网的剩余寿命周期计算、安全评估甚至事故责任追责定性，都将起到积极作用。

七、主要实践与应用

随着光纤传感技术的发展，光纤被广泛用于制作温度、压力、振动、应变等传感器。其原理是基于光纤中光信号的散射现象，当光脉冲沿着光纤传输时，与光纤周围物质发生相互作用，导致光信号的散射。通过测量光信号的散射特性，可以获取与环境参数相关的信息，如振动（声音）、应变（变形）等。

相较于传统方法，该技术实现真正意义上的全覆盖监测，在城市生命线基础设施中应用广泛。

给排水管网工程期间，可实现：

1.基坑、箱涵坍塌监测预警；

2.第三方施工破坏引发的地质沉降、位移、滑坡；

3.管沟质量不均匀沉降监测。

给排水工程运行期间，可实现：

1.第三方施工破坏监测预警；

2.给排水管道的本体结构安全监测预警；

3.超载车辆监测预警；

4.管道泄漏监测爆管预警；

5.水锤监测预警；

6.泵站、阀门、井盖监测预警。

给排水管网养护、拆除期间，可实现：

1.管道泄漏监测、快速精确定位；

2.管道坍塌风险预警；

3.管网路由示踪。

给排水管网风险评估、事故定性期间，可实现：

1.管道安全评价、使用剩余寿命评估；

2.管道事故原因分析。

八、小结

标准中规定的技术路线和实施要求，不仅解决了当前排水管网工程安全监测的迫切需求，更通过标准化推动了整个行业的技术进步和应用水平提升。随着《规范》的深入实施，推动给排水管网本体结构安全管理智能化发展。用先进可靠的技术来提供安全健康预警，最大限度地预防和消减重大安全事故；为给排水管网本体结构的质量和施工、维护质量的检查和监督提供抓手，提高给排水管网本体结构的本质安全；为桥梁设计、事故评估、定性、追责提供技术数据支撑。用制度来引导、约束、规范所有参与方的行为，让各方都重视给排水管网的安全；希望通过我们大家的努力，为保障人民的生命、财产安全和正常的社会生产和生活秩序做出贡献。