CCTV检测法在地下排水管道的应用与探讨(卞坤)

第三届工程质量学术会议1CCTV检测法在地下排水管道的应用与探讨李永录，卞坤中冶建筑研究总院，北京，100088【摘要】排水管道是城市重要的基础设施之一，随着社会经济的迅速发展，城市中的排水管道系统日趋完善，已经取得了令人瞩目的成就并带来了巨大的社会效益，同时我们也看到，很多管道老化严重，带病作业，往往要到道路积水或路面塌陷后才知道，直接威胁到了附近的建（构）筑物的安全，污染土质和地下水，影响污水处理厂的正常运行，造成了很大社会影响。开展对排水管道的检测，及时掌握管道结构和功能安全程度，运用科学手段指导养护维修工作，已是当务之急。管道CCTV检测是目前国际上用于管道状况检测最为先进和有效的手段，这种检测方法的推广具有重要的意义。【关键词】排水管道；科学手段；CCTV检测前言排水管道是城市重要的基础设施之一，随着社会经济的迅速发展，城市中的排水管道系统日趋完善，已经取得了令人瞩目的成就并带来了巨大的社会效益，同时我们也注意到，很多管道老化严重，带病作业，由此带来的隐患对人民生活质量及人民生民安全的影响是巨大的，开展对排水管道的检测，及时掌握管道结构和功能安全程度，运用科学手段指导养护维修工作，已是当务之急。排水管道由于其处于地下，具有隐蔽性，不便进行人工检测，加之人们长期以来对地下管道的轻视现象比较严重，城市出现排水管道故障的概率非常高。管道电视检测法在国外称管道CCTV（ClosedCircuitTelevision）检测，是目前国际上用于管道状况检测最为先进和有效的手段。20世纪90年代中，西方管道的电视和声纳检测技术被上海的学者介绍进来，引起了排水行业同仁的广泛注意，CCTV管道检测技术与传统的管道检测技术相比，安全性高，图像清晰，直观并可反复播放供业内人士研究的特点，为管道修理方案的科学决策提供了有力的帮助。本文就CCTV管道检测的基本方法和评估手段等方面进行阐述，结合自身的工程实践做出一些总结。1城市地下排水管道CCTV检测的方法及评估手段排水管道检测已有很长的历史，传统的管道检测方法有很多，伴随着科技的不断进步，对排水管道的检测方法也由以前的潜水员探摸等原始的方法，逐渐向先进的闭路电视检测法过渡管道,既CCTV检测系统。1.1CCTV检测的基本方法排水管道电视检测是采用一个闭路电视系统（ClosedCircuitTelevision），通过控制在管道内行走的机器人摄像头远程采集图像，并通过有线传输方式，把图像进行显示和记录的集成系统。管道CCTV电视检测系统是由三部分组成：主控器、操纵线缆架、带摄像镜头的“机器人”爬行器。主控器可安装在汽车上，操作员通过主控器控制“爬行器”在管道内前进速度和方向，并控制摄像头将管道内部的视频图象通过线缆传输到主控器显示屏上，操作员可实时的监测管道内部状况，同时将原始图象记录存储下来，做进一步的分析。当完成CCTV的外业工作后，根据检测的录象资料进行管道缺陷的编码和抓取缺陷图片，以及检测报告的编写，并根据用户的要求对CCTV影像资料进行处理，提供录象带或者第三届工程质量学术会议2光盘存档，指导未来的管道修复工作。1.2CCTV管道检测的步骤及注意事项CCTV检测的基本步骤如下：收集资料现场勘察------编制检测方案----清洗疏堵排水-----用CCTV检测系统进行检测并采集影像资料-----总结数据，出检测报告------验收数据准确度---提交评估报告。（1）管道检测前搜集的资料如下：a)该管线平面图。b)该管道竣工图等技术资料。c)已有该管道的检测资料。（2）现场勘察资料如下：a)察看该管道周围地理、地貌、交通和管道分布情况。b)开井目视水位、积泥深度及水流。c)核对资料中的管位、管径、管材。（3）确定检测技术方案：a)明确检测的目的、范围、期限。b)针对已有资料认真分析确定检测技术方案包括:管道如何封堵；管道清洗的方法；对已存在的问题如何解决；制定安全措施等（4）管道竣工验收检测前技术要求：a)应将管道进行严密性试验，并向检测人员出示该管道的闭气或闭水的试验记录。b)检测前应确保管道内积水不超过管径的5%。c)检测开始前必须进行疏通、清洗、通风及有毒有害气体检测。（5）管道修复检测前技术要求：a)首先应将需检测的该管道进行冲洗工序。b)检测前应确保该管道内积水不能超过管径的15%，如有支管流水应先将其堵住，确保机车所摄录的影像资料清晰，检测准确。c)检测开始前必须进行疏通、清洗、通风及有毒有害气体检测。1.3如何对CCTV检测结果进行评估1.3.1管道缺陷的类别和缺陷等级的划分1.3.1.1管道缺陷等级按下表规定分类缺陷等级分类表等级1234结构缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷功能缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷/1.3.1.2结构性缺陷的名称、代码和等级数应符合下表规定结构性缺陷的代码、类型和等级数缺陷名称代码缺陷定义等级数量破裂PL管道的外部压力超过自身的承受力致使管材发生破裂。其形式有纵向、环向和复合三种。4变形BX管道的原样被改变（一般适用于柔性管）。变形比率q=∣（最大变形内径-原内径）÷原内径∣*100%3错位CW两根管道的套口接头偏离，未处于管道的正确4第三届工程质量学术会议3位置。邻近的管道看似“半月形”。脱节TJ由于沉降，两根管道的套口接头未充分推进或接口脱离。邻近的管道看似“全月形”。4渗漏SL来源于地下的（按照不同的季节）或来自于邻近漏水管的水从管壁、接口及检查井壁流出。4腐蚀FS管道内壁受到有害物质的腐蚀或管道内壁受到磨损。管道标准水位上部的腐蚀来自于排水管道中的硫化氢所造成的腐蚀。管道底部的腐蚀是由于水的影响。3胶圈脱落JQ接口材质，如橡胶圈、沥青、水泥等类似的材料进入管道。悬挂在管道底部的橡胶圈会造成运行方面的重大问题。3支管暗接AJ支管未通过检查井直接侧向接入主管。该方式须得到政府有关部门批准，未批准的定为4级。4异物侵入QR非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。31.3.1.3功能性缺陷的名称、代码和等级数应符合下表的规定功能性缺陷的代码、类型和等级数缺陷名称代码缺陷定义等级数量沉积CJ管道内的油脂、有机物或水泥浆等沉淀物减少了横截面面积。有软质和硬质两种。3结垢JG由于含铁或石灰质的水长时间沉积于管道表面，形成硬质或软质结垢。3障碍物ZW管道内坚硬的杂物，如石头、柴枝、树枝、遗弃的工具、破损管道的碎片等。3树根SG单根树根或是树根群自然生长进入管道。3积水JS管道沉降形成水洼，水处停滞状态。按实际水深占管道内径的百分比记入检测记录表。百分比封堵FD残留在管道内的封堵材料。3浮渣FZ管道内水面上的漂浮物。该缺陷须记入检测记录表，但不参与MI计算。31.3.1.4.管道特殊结构及附属物名称和代码应符合下表规定特殊结构及附属物代码和类型名称代码定义修复XF检测前已修理的位置。变径BJ两检查井之间不同直径管道相接处。雨水检查井Y雨水管道上连接其它管道以及供维护工人检查、清通和出入管道的构筑物。污水（合流）检查井W污水或合流管道上连接其它管道以及供维护工人检查、清通和出入管道的构筑物。第三届工程质量学术会议4暗井MJ用于管道连接，有井室而无井筒的暗埋构筑物井盖埋没JM检查井盖被埋没雨水口YF置于路边，用于收集地面雨水的设施。1.3.1.5.操作状态名称和代码应符合下表的规定。操作状态代码和类型名称代码编号定义缺陷开始及编号KS××纵向缺陷长度大于1米时的缺陷开始位置，其编号应与结束时编号对应。缺陷结束及编号JS××纵向缺陷长度大于1米时的缺陷结束位置，其编号应与开始时编号对应。入水RSCCTV摄影镜头部分或全部被水淹。中止ZZ在两检查井之间进行检测时，由于各种原因造成检测中止。1.3.2对结构性状况的评估评估方法1.3.2.1结构性缺陷参数F按公式（1.3.2.1-1）或（1.3.2.1-2）计算。当S＜40时，F=0.25×S（1.3.2.1-1）当S＞40时，F=10（1.3.2.1-2）式中损坏状况系数S按公式（3.2.1-3）计算。（1.3.2.1-3）式中L—被评估管道的总长度（m）；Li—各缺陷处长度（m）或缺陷个数；Pi—第i处缺陷权重，应查表1.3.2.1获得；n1——结构缺陷处总个数。表1.3.2.1结构性缺陷等级权重缺陷等级计量单位1234PL破裂BX变形CW错位TJ脱节SL渗漏FS腐蚀JQ胶圈脱落AJ支管暗接QR异物侵入0.201.004.0012.000.100.502.000.150.753.009.000.150.753.009.000.150.753.009.000.154.759.000.050.251.000.251.009.0012.000.753.009.00个（环向）或米（纵向）个（环向）或米（纵向）个个个或米米个个个1.3.2.2.地区重要性参数K应符合表1.3.2.2的规定。表1.3.2.2地区重要性参数KK值适用范围11iiiL100nLPS第三届工程质量学术会议510中心商业及旅游区域6交通干道和其它商业区域。3其它行车道路0所有其它区域或F﹤4时1.3.2.3根据管道的口径，按下列规定确定管道重要性参数E：E=10管道直径﹥1500㎜E=6管道直径在1000㎜及1500㎜之间E=3管道直径在600㎜及1000㎜之间E=0管道直径﹤600㎜或F﹤41.3.2.4.按照排入污水管道的污水是否经过化粪池或隔栅，按表3.2.3的规定确定影响参数T值。表1.3.2.4用户的化粪池影响参数T化粪影响有化粪池无化粪池T值0101.3.2.5.管道修复指数按公式（1.3.2.2）计算。RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T（1.3.2.2）1.3.2.6.依据RI值的大小按表1.3.2.4的规定进行等级确定和结构状况评价，并提出管道修复的建议。表1.3.2.4管道结构性状况评定和修复建议修复指数RI＜44≤RI＜7RI≥7等级一级二级三级结构状况总体评价无或有少量管道损坏，结构状况总体较好，可对损坏管道作点状修理或不修复。有较多管道损坏，结构状况总体一般，对损坏管道可作点状修理或缺陷管段整体修复。大部份管道已损坏，结构状总值总体较差，可作更新改造。管段修复方案点状修理或不修复点状修理或缺陷管段整体修复。整段紧急修复或翻新1.3.3对功能性状况的评估方法1.3.3.1功能性缺陷参数G按公式（1.3.3.1-1）或（1.3.3.1-2）计算。当Y＜40时，G=0.25×Y（1.3.3.1-1）当Y＞40时，G=10（1.3.3.1-2）式中运行状况系数Y按公式（4.3..1-3）计算：（1.3.3.1-3）式中L--被评估管道的总长度（m）；Li—各缺陷处长度（m）或缺陷个数；Pi—第i处缺陷权重应查表3.3.1获得；n2——功能缺陷处总个数。表1.3.3.1功能性缺陷权重缺陷代码、名称缺陷等级计量单位123CJ沉积JG结垢0.050.251.000.150.753.00米个（环向）或米（纵向）21iiiL100nLPY第三届工程质量学术会议6ZW障碍物SG树根JS积水FD封堵FZ浮渣0.003.006.000.150.753.000.010.050.200.503.006.00不参与MI评估计算个个（接口）米个米1.3.3.2确定地区重要性参数K应符合表1.3.3.2的规定。表1.3.3.2地区重要性参数KK值适用范围10中心商业及旅游区域6交通干道和其它商业区域。3其它行车道路0所有其它区域或G﹤4时1.3.3.3确定管道重要性参数E应符合上述规定。1.3.3.4管道养护指数按公式（1.3.3.2）计算。MI=0.8×G+0.15×K+0.05×E（1.3.3.2）1.3.3.5依据MI值的大小按表1.3.3.3的规定进行等级确定和功能状况评价，并提出管道养护的建议。表1.3.3.3管道功能性状况评定和养护建议养护指数MI＜44≤MI＜7MI≥7等级一级二级三级功能状况总体评价等级无或有少量管道局部超过允许淤积标准，功能状况总体较好。有较多管道超过允许淤积标准