缪宏 缪文韬 章陈燕

百世通（浙江）安全科技有限公司

摘要：针对城镇燃气在役管道难以通过开挖方式敷设分布式光纤传感器的痛点问题，科研团队研发并验证了一套基于非开挖、不打孔、不停输施工的分布式光纤传感器植入技术。实践表明，该方法技术可行、性能可靠、经济合理，有助于城镇燃气输配管道完整性管理落地实施、提升城市“生命线”本质安全水平。

关键词：燃气管网；风险监测预警；分布式光纤传感；第三方施工损坏；泄漏监测

自2018年住建部推动城市“生命线”管理以来，燃气管网安全受到前所未有的重视，但近年来重特大事故仍有发生。如湖北十堰重大燃气爆炸事故、河北燕郊地铁盾构施工损坏埋地燃气管道发生泄漏并爆燃事故，暴露了传统安全管理手段的严重不足，亟需研究推广真正能够满足城镇燃气管网风险监测预警的技术产品。

GB/T 47764―2026《城镇燃气输配管道完整性管理规范》第9.4.1条规定，燃气企业应根据管道的损伤类型和敷设环境，采用适宜的方法对其高风险区域管道的腐蚀、变形、杂散电流干扰、振动、泄漏、第三方损坏等情况进行针对性监测。目前常用的监测技术是基于分布式光纤传感技术的风险监测预警系统，本文针对城镇燃气在役管道难以通过开挖方式敷设分布式光纤传感器的痛点问题，介绍并验证一种基于非开挖、不打孔、不停输施工的分布式光纤传感器内置入技术，为城市“生命线”安全管理提供切实可行的技术路径。

1  现有技术的不足

城市“生命线”工程启动以来，我国部分城市安装了点式甲烷浓度传感器，因甲烷浓度传感器不能预警第三方施工损坏，有些燃气管网又在阀井等位置安装了点式振动/加速度传感器，但这类传感器空间上不能全线覆盖线性、网状的管网，时间上非实时在线采集数据，也存在盲区，效果有限。点式传感器依赖蓄电池、太阳能供电，通过无线通信传输数据，管道阀井内信号相对较弱，铸铁井盖让无线信号更弱，加上电磁、雷电等干扰导致无线信号不稳定；无线通信模块不停地搜索信号，会快速降低蓄电池的续航时间。此外，该技术虽简单方便，但实际应用效果并不理想，长期运维下来，巨量传感器无线通信费用较高，工作量和成本也比较大。

分布式光纤传感技术的迭代发展，有效弥补了点式传感器的一些缺陷。通常在新建、改造燃气管道时同沟敷设，覆盖距离长、范围广、性价比高，可以实现第三方施工损坏预警的同时，检测管道泄漏，甚至监测管道井盖的状态。如果对在役燃气管网采取开挖方式安装分布式光纤传感器，受施工审批、施工条件、图纸缺失、路由不清等影响，施工作业恐难以按计划推进，就算可以全线开挖，费用也不可承受。

2  内置入技术

在非开挖、不打孔、不停输施工的情况下，利用空气动力学原理，在燃气管道阀门位置向管内置入分布式光纤声音/振动/应变传感器，连接安装于监控中心机房的分布式光纤声音/振动/应变信号解调主机，组成燃气管网风险监测预警系统。

管材、管径、焊接质量、管道弯头结构和数量等客观条件，决定了单次置入传感器的难易程度和最大置入距离。传感器采用非金属绝缘材料，防止传感器引入雷电、静电、地下杂散电流，施工过程中传感器与管壁摩擦产生的静电须小于15 kV。为了保证一次性敷设足够长的距离，传感器还必须具有很高的拉伸强度和很好的延展性，以克服传感器自重以及传感器和管壁之间的静摩擦力，为不影响小口径管道的设计输送能力，传感器外径要求越小越好。传感器必须具有很高的灵敏度，同时要减小燃气正常流动产生的噪声干扰。置入前还要充分验证密封连接件质量性能、防腐蚀和耐高低温性能、机械强度、使用寿命等。

在燃气管道内非开挖置入光纤传感器，也能实现非开挖更换维修。管道结构还可以起到很好的保护作用，避免传感器被施工损坏、啮齿类动物啃咬，过滤大部分外界干扰和噪声，压力管道的管壁还对异常声音/振动信号具有放大作用。

3  应用实例

（1）邯郸某高压燃气管道应用实例。

2025年12月，该技术应用于河北邯郸某燃气公司37.5 km运行压力6.4 MPa的埋地高压燃气管网风险监测预警及智慧应急管理EPC项目。项目实施方先后建设了分布式光纤声音/振动传感系统，部署了人工智能模型。广泛采集生产、生活、交通、施工等环境背景噪声数据和第三方人工作业、大型施工活动的特征数据，建立了异常事件特征数据库，进行全场景系列测试验证，于2026年5月完成了系统安装调试（图 1）。系统日均发出预警信息3.5条、报警信息1条，且成功实现了第三方施工、破坏等不同类型事件的模式识别。系统运行至2026年8月，异常事件报警准确率≥95%，误报率≤4%，漏报率≤1%，各项性能指标均优于设计要求。

图1 系统安装调试实时界面

（2）十堰某燃气管道应用实例。

2024年10月，该技术应用于长12 km、运行压力0.4 MPa、管径DN250的中压PE燃气管道，在传感器施工过程中，项目组同步完成了燃气管道的体检工作，出具了管道安全评估报告，为管网安全维护提供了依据。运行6个月共产生有效报警18条，其中涉及井盖异常告警4条、人工开挖8条、大型机械开挖6条，报警类型识别准确率达到100%。系统下发工单16条，工单闭环率达到100%。

4  结语

基于非开挖、不打孔、不停输施工的内置入分布式光纤传感器技术，有效解决了存量燃气管网难以开挖敷设的痛点，实现了老旧管网的全时段、全空间无盲区监测，并精准定位第三方施工、燃气泄漏等风险隐患。经测算，如果要达到同样的效果，该项技术的安装和运行成本约为点式传感器系统的1/3至1/2。

作者简介：缪宏， 1967年生，百世通（浙江）安全科技有限公司总经理，从事光纤光缆行业26年、光纤传感行业11年。联系方式：13311009699，miaohong@bestonetek.com。