排水管网健康状况检测及评估技术方法初探

方门福+潘文俊+韩葵

摘 要：从深圳地区开展排水管网检测的实践出发，总结排水管道内窥镜检测检测的关键技术及方法、作业流程，健康状况的评价指标及评估技术方法，管道缺陷类型及等级的评价标准，提出管网维护的等级指标及建议。

关键词：排水管道；检测技术；缺陷评价指标；评估方法

Study on the Method of Health Condition Detection and Evaluation of Drainage Network

Fang Men-Fu，Pan Wen-Jun，Kan Kui

（ Shenzhen Investigation & Research Institute CO.，LTD， 15 Fuzhong Road，Shenzhen，518026 ）

Abstract：This paper summarizes the key technologies and methods of the endoscopic inspection and detection of drainage pipes from the practice of drainage pipe network in Shenzhen area， the evaluation index of the operation flow and health status and the evaluation methods， the evaluation criteria of the pipeline defect type and grade， Maintenance of the level of indicators and recommendations.

Keywords：Drainage pipe， detection technology， defect evaluation index， evaluation method

1.引言

城市排水管网是城市的重要基础设施之一，排水管网的安全运行直接关系到城市的公共安全和环境的保护，排水管网的长期运行，造成管道内部出现沉积、结垢等功能性缺陷和破裂、变形等结构性缺陷的病状不可避免，从而造成道路积水和路面塌陷，污染土质和地下水，甚至引发地面坍塌、附近建（构）物变形等重大公共安全隐患，因此，排水管网的维护和保养已成为城市公共管理的重要工作，查清管道的健康状况是管网养护的基础和前提。

管道健康状况包括管道的结构性和功能性缺陷，采用CCTV技术、QV技术及人工巡视等手段能够有效检测并评价管道的缺陷类别和等级。本文结合深圳地区开展CCTV检测的实际工作，提出排水管道检测及评估的技术方法、作业流程及适用对象。

2.关键技术

排水管网健康状况检测主要采用CCTV、QV及人工现场巡查的方法完成，可根据管道的实际情况和需要选择不同的方法完成。

2.1 CCTV检测技术

（1）CCTV（管道闭路电视、Closed-Circuit Television）检测系统，是一种应用于排水管道安全状态检测的核心技术。该系统最早出现于20世纪50年代，到80年代基本成

熟， 90年代引入我国并在部分大城市开始使用。CCTV系统主要由控制平台、爬行车、摄像头、电缆盘及记录器等组成。

（2）CCTV检测系统通过携带高频摄像仪的爬行车进入内部对管道内的锈层、结垢、腐蚀、穿孔、裂纹等状况进行摄像，获取管道内部的高清影像信息，采用计算机技术对影像进行自动识别、判读，依据检测技术规程再进行评估，最终获得客观反应管道内部健康状况的相关信息，对排水管道的健康状况进行评估，为管网的养护提供基础数据和依据。

（3）CCTV检测时系统可以自动进行影像、记录摄像头的旋转和定位，能够进行文字编辑功能；根据不同管径，可以选用不同型号的CCTV检测设备。

2.2 QV检测技术

（1）QV（管道潜望镜）检测系统主要包括只能显示控制器、传输电缆、摄像仪、伸缩杆、U型探针等设备。检测时，可实时录制并保存被检测对象的内部影像，在录制过程中可快捷抓取、保存缺陷图像，或通过键盘录入文字信息，叠加显示并保存在视频画面中，可通过功能键快捷录入缺陷代码；采用一体化主控制器，集成度高、小巧轻便、采用内置高性能电池供电、安装简便（仅需连接1根探头电缆），适合野外移动工作环境。

（2）采用QV检测时，管道潜望镜检测时管内水位不宜大于管径的1/2。若不具备检测条件，应进行进行清疏与封堵，待条件满足要求后在实施。

2.3 人工现场巡查检测技术

（1）对大型箱涵（断面尺寸大于1000X1500）或内径大于2m的排水管道，需要人工进入管道内部进行巡视检测

（2）人工现场巡视检测时，管道内的水深不得大于0.5m，充满度不得大于50%。

（3）人工巡视检测主要通过高清相机对管道内部进行摄像，获取管道内部健康状况的相关信息。

（4）携带的高清相机应满足：有效像素2000万以上，分辨率大于5472×3648，镜头EF 24-105mm f/4L IS USM标准变焦镜头。

3.检测工作的组织与实施

3.1技术流程

技术流程主要反映项目实施过程的全貌和各工序、工种之间的先后顺序、相互关系及其接口的循环过程，是项目管理人员进行资源调整和確定控制重点的主要依据之一，检测的技术流程见图1。

3.2检测方法选择

（1）原则上，QV、CCTV检测技术可用于检测各种管径的排水管道，实际应用中需根据实际需求进行选择。

（2）当管段较长（管径与管段长度之比小于20～25%）时，必须选用CCTV检测。endprint

（3）当管道内部未清洗导致CCTV检测难以进行时，应选用QV检测系统。当QV检测发现疑脱节或渗漏缺陷且程度较轻时，应用CCTV系统进行进一步检测。

（4）当管道为箱涵（断面尺寸大于1000X1500）或管道内径大于2m时，用QV、CCTV进行检测有困难时，选择人工直接进入管道内部进行巡查检测。

3.3工作程序

（1）现场准备

① 仪器组装及检查：根据待检测管道管径，安装与之相适应检测设备，连接主控系统、专用电缆和摄像系统，检查各项设备工作是否正常。

② 安全工作准备：设置安全防护装置、打开井盖进行通风、毒气检测等准备工作。

（2）管道现状摄影

① 打开系统并设定初始值，调整计数器。

② 输入检测标题：工程名称、地点、委托单位、检测单位、检测人员、检测日期、启始井和终止井编号、水流方向、管材、管径等。

③ 对管道现状进行摄像，通过控制系统监视摄像过程及状态，当发现管段存在疑是缺陷时，应重复摄像。

④ 结束检测：停止影像拍摄，管闭电源，收回设备，结束该站的检测工作。

（3）影像初步判读

① 检查影像是否清晰，总体质量是否符合要求

② 对各种缺陷、特殊结构和检测状况进行初步判读、量测和记录。确定疑是重大缺陷是否需要进行复检。

（4）内业数据处理

① 使用专用软件对影像进行自动处理和识别，确定缺陷类型、等级、尺寸及位置，截取缺陷图片。

② 以管段为单位对管道的健康状况作出客观、准确的评估，编制检测技术报告。

4.管道健康状况评估

4.1评估指标

排水管道的安全状况以管道的缺陷及等级进行评价，缺陷等级分为4类，管道缺陷分为结构性缺陷和功能性缺陷两大类，见表1、表2及表3。

4.2评估方法

（1）根据检测影像资料采用采用计算机软件进行。

（2）当管道长度小于1m时，按1m计算。当管道纵向1m范围内两个以上缺陷同时出现时，分值应叠加计算；当叠加计算的结果超过10分时，应按10分计。

4.3结果分析

4.3.1结构性缺陷评估结果分析

结构性缺陷以管段为单位进行评估，其主要结构为缺陷等级、类型及修复指数。

（1）缺陷等级确定执行表5的规定。

（2）缺陷类型评估执行表6的规定。

（3）根据缺陷等级、地区及管道的重要性及土质影响力计算管道修复指数RI：

RI=0.7×F +0.1×K +0.05×E+0.15×T （12）

式中：K—地区重要性参数；E—管道重要性参数；T—土质影响参数。

（4）根据修复指数确定管段的修复的等级，执行表7的规定。

4.3.2功能性结陷评估结果

功能性缺陷以管段为单位进行评估，其主要结构为缺陷等级、类型及养护指数。

（1）缺陷等级评定应符合表8的规定。

（2）缺陷类型评估执行表9的规定。

（3）根據缺陷等级、地区及管道的重要性计算管道养护指数MI，计算公司为：

管道养护指数按公式（12）计算。

MI=0.8×G +0.15×K +0.05×E （13）

式中 K—地区重要性参数，执行7的规定；E—管道重要性参数，执行表8的规定。

（4）根据养护指数确定管段的养护等级，执行表10的规定。

4.3.3结果处理建议

（1）建立重大缺陷上报制度：当管道存在功能性Ⅲ、Ⅳ级缺陷或结构性Ⅲ、Ⅳ级缺陷以及两者并存时，应确定为管道存在重大缺陷，在检测过程中发现存在重大缺陷时，应立即向排水管网主管部门上报，重大缺陷的上报应包括缺陷位置、照片、图件及专题报告。

（2）处理建议：I级缺陷或1级修复和养护说明管段健康状况正常，可以不进行处理；II级缺陷或2级修复和养护说明管段健康状况基本正常，可以暂不处理但应制定处理计划；III级缺陷或3级修复和养护说明管段健康状况较差，应尽快处理；IV级缺陷或4级修复和养护说明管段健康状况已经很差，会直接影响管网的正常运行，应立即处理。

（3）对经过修复或养护处理后的管段应重新进行检测与评估，确定管段的健康状况。

5.结语

排水管网的长期使用和城市建设施工的影响，必然造成排水管道的健康状况日趋严重，从而影响管网的安全运行，积极开展排水管道的检测、评估及维护应成为城市安全管理的重要工作；随着排水管道检测技术的日趋成熟和应用推广，必然有愈来愈多的城市开展排水管道健康状况的检测和评估，全面开展排水管网的安全检测和评估已成为测绘工作的重要内容，对其技术方法的研究也受到普遍的关注和重视；全面研究和总结相关的技术流程、检测及评估技术方法对今后的工作的顺利开展具有积极的借鉴作用和指导意义。

参考文献

[1]城镇排水管道检测与评估技术规程[M].CJJ181-2012.中国建筑工业出版社，2013.6

[2]何成学.CCTV管道内窥检测技术的应用与分析[J]四川建材，2010（6）

[3]邓志凌等.CCTV技术在排水管道状态检测中的应用[J]城市勘测，2009（5）

[4]杨文斌.管道CCTV检测技术在城市排水项目中的应用[J]建设科技，2013（9）endprint