1、地下管线技术领域十二五科技发展规划战略研究（草案）一、战略需求分析随着我国城市地下管线信息化的推进，城市地下管线信息化建设成果已经在城市规划、建设与管理方面发挥重要作用。一是改变了传统管理方式，提高了工作效率和管理水平。原来对城市地下管线现状不清，资料不全、不准确、不现势，管线档案纸介质存储，以人工管理方式为主。通过城市地下管线普查，查清地下管线现状，建立地下管线信息数据库和管理系统，实现了管线信息的数字化与信息化管理，促进了城市地下管线管理的科学化、规范化。二是开始产生经济效益、社会效益和环境效益。因为建立了地下管线的准确、现势数据库与信息系统，并且及时为城市建设与施工提供信息服务，避免和减
2、少了多起挖断地下管线事故，同时对改善城市面貌和投资环境产生积极影响，为消除管线信息“孤岛” 、实现信息共享做了有益尝试，为数字城市建设提供地下管线信息保障的作用有所体现。三是将为搭建地下管线安全预警决策的平台提供基本条件。城市地下管线与生产生活与政府行政直接密切相关，按照科学发展观和构建社会主义和谐社会、节约型社会、环境友好性社会的要求，城市地下管线信息化工作，为及时依据准确的管线相关信息，制定应急抢险方案，满足防灾和应付突发性重大事故的需要等提供了条件，对保证城市地下管线安全运行具有重要意义。四是带动了城市地下管线检测技术的应用与发展。随着地下管线信息化建设的推进，专业管线运行监管信息日益倍
3、受关注，管道泄漏探测、腐蚀检测与评价等地下管线安全与健康状况检测技术的应用相对日益活跃，利用检测技术所获得的运行监管信息必将丰富城市地下管线信息化的内涵，为地下管线维护决策提供有益信息，为保证地下管线运行安全、促进地下管线变被动管理为主动管理发挥了重要作用。二届一次地下管线专家委员会会议会议材料五2近几年，随着我国城市化水平不断提高，以及旧城区改造，每年城市市政管网建设工程量约 10 万公里，此外，我国现役的市政管网中约有 30 万公里是上世纪七、八十年代敷设的，已到使用年限，需要更新改造和修复。因此，我国每年对地下管线材料（市政管道）有着巨大的市场需求。此外，到十一五末，我国在地下管线规划、
4、设计与建设方面，不仅大量开始应用非开挖施工技术，而且在推进地下空间合理开发和科学利用方面迈出了新步伐，以探测技术标准、检测技术标准为代表的技术标准体系不断完善，地下管线修复维护技术、探测技术手段和技术实力进一步增强，技术装备的国产化水平进一步提高。 十二五期间，我国将进一步加强落实城市基础设施建设和重要设施安全保障措施，这必将为城市地下管线安全运行保障技术研究提供良好机遇。科学开发利用地下空间，推进地下管线规划设计的科学化、规范化，研究地下管线信息管理应用技术，加快推进全面实现城市地下管线信息化科学化管理，完善与快速发展的地下管线规模和地下变化较快实际相适应的信息有效动态更新机制，建立和完善相
5、应的法规政策与技术标准体系，加快信息资源共享机制的不断完善，加速技术装备国产化、新型管材及维护新技术的研发推广，将成为我国城市地下管线管理行业面临的重要任务。二、科技发展思路与目标按照科学发展观和构建社会主义和谐社会的总要求，十二五期间，城市地下管线科技发展要紧紧围绕“为信息化建设提供服务、为安全运行提供保障”的目标，提高自主创新能力，加快发展方式转变。城市地下管线管理传统技术和新技术共存，加快新技术、新产品研发，提高服务功能和保障能力。“十二五”是落实国家中长期科学和技术发展规划纲要的关键时期，城市地下管线科技发展要加大自主创新和集成创新力度。在现有科技发展的基础上，针对面临和存在的突出问题
6、和重大需求，加快提升城市地下管线科技集成开发和应用能力，重点发展城市地下管线综合规划设计与施工技术，增强城市地下管线施工与安全保障能力，全面推进环保节能的城市地下管线建造和安全功能提升技术，全面提升城市地下管线规划设计技术能力，构建城市市政地下管线体系规划信息综合利用技术平台等。重点发展城市地下管线的运行安全保障技术，进一步研究和完善地下管线的综合与专业监测技术、在线检测技术，形成城市地下管线预警与应急处置技术，增强城市地下管线3的安全预警和应急处置能力。重点发展城市地下新型管材及管路附件开发与应用，增强地下管线的本质安全性能。重点发展城市地下管网综合管理的信息化，完善地下管线管理机制、技术标
7、准体系和信息管理应用技术，促进地下管线信息资源的共享与利用。通过十二五的科技发展，实现城市地下管线空间资源高效利用、地下管线基础设施安全和环保建设、城市市政管线体系规划信息综合高效利用等总体科技发展目标。三、战略重点与主要任务依据“十二五”地下管线技术领域科技发展思路与目标，提出战略重点与主要任务如下。战略重点一：城市地下管线综合规划设计与施工技术主要任务：1、城市地下管线综合规划设计技术（1）开展市政管线规划设计现状综合评价通过系统调研，了解我国在市政管线规划设计、建设管理、标准制定等方面的现状，了解和掌握国内外市政管线运行状况，寻找主要问题和解决的方法。（2）研究规划设计理论研究市政管网规
8、划设计新理念，研究城市管网经济政策与管理模式，开展市政管线承载能力评价体系的研究，构建市政管线承载能力评价体系。（3）市政管线规划设计技术研究进行市政管网规划设计技术安全性研究，城市（区域）市政廊道的布局研究，管网4系统空间布局优化技术，节约型城市市政管线规划设计技术研究，建成区市政管线改造规划设计技术研究，构建兼有选址功能的市政管网系统优化规划数学模型，开发给水、排水、燃气、供热等系统优化规划软件。（4）研究规划设计标准体系对现有规划设计标准进行综合评价，研究市政管网规划指标，提出市政管线相关标准制订或修订意见。编制规划设计应用指南，指导城市地下管线规划设计建设。2、城市地下管线施工技术研究
9、（1）城市地下管线定位探测研究为准确定位地下管线、地下构筑物位置，确保管线铺设方向和精度符合设计要求，在分析研究探地雷达法、磁梯度法、人工地震波法、超声探测技术、光纤光栅传感器检测等基础上，对地下管线/构筑物探测方法进行研究；提高管道的钻进精度，减少非开挖施工损坏其他地下管线或构筑物的施工事故发生。研究抗干扰能力强、探测深度深的导航仪、探测仪等装置，提高定位精度和探测深度。研究稳定性好、抗干扰能力强的无线导向设备，具有智能化监控功能的有线传输设备；以便于施工操作。（2）自动化程度高、稳定性好的非开挖施工设备研发在现有的中小型 HDD 钻机基础上，研制大型化和微型化的非开挖施工设备，研制适合于硬
10、岩层作业的非开挖设备，并提高施工设备的自动化程度和作业稳定性。通过对高技术含量的非开挖设备研制，提升施工装备技术水平，缩短与发达国家差距。（3）非开挖施工钻进轨迹工艺技术研究从勘察、设计、控制技术角度出发，在施工前对钻进轨迹合理规划设计，预先设计和优化钻进轨迹，确保避开原有地下管线及障碍物，按设计路线准确、顺利地铺管。研究钻孔孔身轨迹设计和实际孔身轨迹计算方法，包括非开挖法钻孔轨迹设计原则与设计内容；研究精确钻进过程中方向测量与控制方法。通过对非开挖施工工艺技术的研究，完善施工工艺，提高施工效率，缩短施工工期，节省施工费用，满足城市地下管线建设的要求。（4）城市地下管线非开挖铺管、修复、更换施
11、工工艺技术研究可视化、自动化和具有远程控制功能的非开挖钻进导向控制技术与设备。5研究泥浆对管道铺设的影响和复杂条件下非开挖施工方法，特别是研究复杂地层非开挖施工工艺，包括流沙、卵、砾石等松散层，膨胀性粘土、淤泥层、硬岩层等复杂地层的非开挖施工工艺。单研究孔多线非开挖施工技术，包括单孔钻进，同时铺设多根管线的非开挖施工技术。制定施工设计准则，保证非开挖铺管、修复、更换施工工艺技术达到工程质量要求。5、非开挖施工的城市地下管线工程质量评估技术研究管道非开挖检测方法，制定非开挖管道质量评价方法，制定非开挖施工技术标准，从而规范地下管道非开挖工程的设计、施工、验收，保证施工质量。通过制定城市地下管线非
12、开挖施工工程技术标准，规范非开挖施工技术，确保工程质量。编制施工手册或应用指南，指导城市地下管线非开挖工程施工。6、旧管道的原位置换技术及设备装备的研发研发利用市政旧管道的原有路由建设新管道,或管道增大容量。战略重点之二：发展城市地下管线的运行安全技术, 降低管线事故率,增强应急能力, 保障生命线可靠性,提高城市地下管线运行和管理效率主要任务： 1、城市地下管线智能监测技术重点研究，地下管线状态监测中新型传感器网络的应用技术，以及铺设密度较高地区的管线上下交叉的监测技术，开发基于嵌入式系统架构的,节能型地下管线运行状态监测系统， 2、城市地下管线预警与应急处置技术重点研究：监测数据不完备条件下
13、的地下管线可靠性评估模型，灾难事影响范围分析以及事故危害等级评价系统，研究面向大规模网络在危害事故下的应急处置的辅助决策技术，研究开发突发事故情况下，系统的自动切断、报警与系统的联动技术以及与之相关的管线系统自动控制装置。3、管线的安全保障技术重点研究：在役管线缺陷检测技术，在役含缺陷管线安全评定关键技术，发展管线6系统在役设施及产品使用寿命预测技术，开发基于全寿命成本核算的评价工具,建立基于新一代维护理念的管线系统安全保障体系和技术工具集，建立基于网络环境的城市地下综合管网故障信息联动表达方法与决策分析模型库。战略重点之三：城市地下管线探测、检测与安全评估技术主要任务：1、小口径非金属管线探
14、测技术重点研究：通过对电磁波理论的研究，对小口径非金属管线的不同埋设条件和不同介质条件下的管线进行探地雷达试验，进一步完善运用探地雷达进行小口径非金属管线探测的技术方法。2、地下管线信息示踪标示技术重点研究：开挖前对地下管线和设施的精确定位和标识的关系（主要是非金属管线），示踪线与信息标示器的研制与开发，标示符号与代码，示踪标示信息管理系统的开发。3、管道声纳检测技术重点研究：通过电动马达牵引声纳探头匀速通过充水的地下管道，将周期性采集到的声纳信号传输给上位机，由上位机对声纳信号进行分析和处理，实时生成三维管道模型图。通过对声纳信号的分析和处理，运用先进的三维成像技术，获取管道内部结构模型，定
15、性分析管道结构状况，给养护单位提供决策依据。4、管道泄漏定位技术重点研究：运用信号处理技术，以电流为探测管道泄漏的手段，通过测量管壁电阻变化来定位管道泄漏处，并可通过软件的处理，将数据采集、分析结合GIS、GPS、GPRS 技术，实现管道泄漏定位数据管理的智能管理。5、供水管道漏水系统控制技术重点研究：对我国供水系统和管网系统进行研究，根据我国供水及管网特点，建立供水管道信息系统，建立管网压力流量监测系统，建立供水管网水力数学模型，并根据管网特点，采用适应的漏水探测方法，开展系统和持续漏水探测和修复工作，同时，进行供水管网压力管理和有目的管网改造。6、管道安全评价技术重点研究：管道健康评估技术
16、的行业标准；对管道健康评估技术研究的主要内容包7括：CCTV 检测技术、结构性与功能性缺陷评估、管道防腐层检测评估、基于管网探测信息的风险管理控制等。战略重点之四：城市地下管线新材料（新型管道）开发主要任务：1、多层共挤聚乙烯复合管开发重点研究：为解决非开挖铺设管道时拉进钻孔过程中聚乙烯管材表面划伤，以及无砂铺设时尖锐石块“点负荷”产生的应力集中问题，开发耐划伤、抗开裂的多层共挤聚乙烯复合管。主要研究内容包括：保护层材料设计选型，保护层厚度设计，多层共挤复合工艺，工程设计、施工技术参数。2、翻转浸渍树脂软管开发重点研究：为满足现场翻转内衬法修复旧管的要求，开发翻转浸渍树脂软管。主要研究内容包括
17、：内衬软管制造材料设计选型、内衬软管结构设计、壁厚设计和规格尺寸设计，高粘结性浸渍热固性树脂设计选型，翻转浸渍树脂软管加工工艺，工程设计、施工技术参数。3、 “U”型聚乙烯管材开发重点研究：为解决内衬修复旧管的衬管与旧管紧密贴合问题，开发“U ”型聚乙烯管材。主要研究内容包括：“U”型管结构设计、壁厚设计和规格尺寸设计， “U”型管成型工艺， “U”型管捆扎固定材料与捆扎应力设计，工程设计、施工技术参数。4、大口径衬塑混凝土管开发重点研究：内衬层结构设计、壁厚设计，内衬材料（带有凸钉的 HDPE 带材）加工工艺，内衬层与混凝土管内衬复合工艺（缠绕、焊接、灌浆） ，衬塑混凝土管工程设计、施工技术
18、参数，衬塑混凝土管连接工艺。战略重点之五：城市地下管网综合管理的信息化主要任务：1、地下综合管网管理机制、标准与管理支撑技术重点研究：对国内外城市地下管线建设管理情况调研，对地下管线信息维护更新与信息共享机制研究，对城市地下管线基础数据和信息化管理研究，对地下空间的规划、8利用与开发，地下管线技术标准体系研究，地下管线综合管廊（管沟）建设与利用研究。2、城市地下综合管网多源数据存储建库管理技术重点研究：城市地下综合管网多源数据存储规范与标准研究；城市地下综合管网多源数据元数据库建库规范标准研究与检索技术；城市地下综合管网多信源息表达与管理技术。3、城市地下综合管网异构数据的交换存储技术重点研究
19、：城市地下综合管网异构系统数据信息转换标准研究制定；城市地下综合管网异构多源信息存储表达技术。4、城市地下综合管网异构信息集成技术与分发管理技术重点研究：城市地下综合管网异构系统数据信息集成规范、标准、方法研究制定；城市地下综合管网异构系统信息集成平台研发；基于网络环境的城市地下综合管网数据信息分发管理系统研发；综合管网数据信息分发标准研究制定。5、城市地下综合管网多源信息共享技术重点研究：城市地下综合管网多源信息共享标准研究；城市地下综合管网多源信息共享平台研发；城市地下综合管网异构系统互操作技术；城市地下综合管网异构系统共享接口和标准；建立城市地理网格编码体系。6、城市地下综合管网异构信息动态监测管理技术 重点研究：城市地下综合管网异构信息联动传输及表达技术；多源信息语义定义规范标准研究；多源信息监测管理系统研发；基于安全和预警需求的综合信息智能分析多模型建立；研究建立方法库、模型库及其规范标准。7、发展地下管网管理中三维 GIS 的应用技术重点研究：建立管网规划、设计、建设和运行管理一体化三维系统平台；研发基于应急预案的管网应急联动信息化管理平台；实现管网运行管理和突发灾难事故的被动响应式向主动反应模式转变。研究城市管网三维表达技术与运行仿真技术，提升管网综合管理的信息化技术水平，提高管网系统对灾难事故的效应效率。
