CCTV管道内窥检测技术的应用与分析

杨增铮 中交四航局第二工程有限公司

1.前言

二十世纪五十年代研究出了CCTV检测技术，主要使用在城市给排水管道检测中，该检测的优势体现为经济性好、实用性强和操作简便等，因此该检测技术发展日趋成熟。CCTV检测技术在东莞市水环境建设项目中污水管网的质量检查，现已取得良好的效果。本文开展的检查工作内容为污水管网检测，针对CCTV检测技术的工作流程和工作原理提出了合理化的整改意见，为今后管道安装施工提供了可靠的信息支撑。

2.工程概况

本文以东莞市水环境建设项目污水管网工程为例，该工程总长约256Km，管径DN200-DN800，采用HDPE管及钢筋砼III管，管底埋深0.7m-5.0m，坡度0.12%-0.5%。基础为规划在建的现状污水管网和截污管网，使工程区域的排污管网系统得到有效的创建，使得所有的污水全部汇集到处理厂的配套干管系统中，将污水处理厂和配套干管功能得到最大程度的发挥。

3.CCTV检测技术

CCTV检测：利用闭路电视录像的模式，在排水管中安装摄像设备，使所有拍摄到的管道内影响数据信息及时的上传到控制器中，完成数据的分析与检测。在新建管道交接检测验收时，使用该技术能够取得最佳的效果。

3.1 仪器设备

CCTV 检测仪型号较多，东莞市水环境建设项目采用Ipekrovion CCTV管道内窥检测系统。主要基本设备包括有：①摄像机；②灯光；③电线（线卷）及录影设备；④摄影监视器；⑤电源控制设备；⑥承载摄影机的支架；⑦牵引器；⑧长度计算器。

3.2 检测程序

CCTV检测流程:现场勘察资料的收集→制定检测方案→管道准备→检测现场情况，做好影像资料采集工作→判读与编辑影像→总结数据→打印检测报告。

3.3 检测前准备工作

（1）降水、排水。以管道的长度和管径为依据，使用分段的方式疏通管线，在对检查井内污水排出至漏出井底的淤泥进行检查时，使用的主要工具为泥浆泵。

（2）稀释淤泥。在向分段的检查井中灌水时，使用高压水车完成灌水任务，在处理污水管道和检查井中的污泥时，使用的主要工具为疏通器，淤泥在稀释后被排出，机械设备与人工互相配合，完成淤泥的稀释工作。

（3）吸污。在对检查井中的污泥进行清理时，使用的主要机械设备为吸污车，使用高压水枪将井底剩余污泥冲洗干净。

（4）截污。在对进水管道进行封堵时，施工顺序为自上而下，接着封堵其他管线通口和下游检查井出水口，只将管道的出水口和进水口留下。

（5）高压清洗车疏通。以国家颁布的相关标准为依据，在对管道结构性缺陷进行检查时，需要事先将清淤疏导工作落实到位。在管道疏通时，使用的主要设备为高压清洗车，高压清洗车的水带延伸到上游检查井的底部位置，喷水口与管道流水方向保持一致，及时完成喷水施工，下游检查持续完成室内淤泥的吸取工作。

（6）通风及气体检测。做好管道通风工作，确保井下施工安全可靠。将疏通段上游和下游的井盖全部打开，使用轴流风机完成吹、吸工作，使疏通段的通风得以全面的实现，安排专人看守打开后的井盖，确保施工人员和行人的安全。事先对接驳现状管道进行毒气检测，检测时使用的主要设备为毒气检测仪，实现对有毒、有害气体的及时检测，确保井下空气畅通后，施工人员开始下井作业。

3.4 检测质量评定

检测工作重点在影像资料的判读和编辑。针对检测采集的高清影像资料需要专业技术人员按规范要求进行质量评定。管道缺陷等级分为：结构性缺陷和功能性缺陷的具体情况，如表1所示。

表1 缺陷等级分类

3.4.1 管道缺陷表述

使用CCTV影像录制技术能够以平面圆的方式将缺陷真实的呈现出来，使用时钟表示法将缺陷的范围和位置进行直观的体现。缺陷所处的截面位置为时钟表示法的四位数字，前两位数字表示的开始数据，后两位数字表示的是结束数字。假如缺陷位置在某点上，使用00表示后两位数字，后两位数字表示缺陷点位。

3.4.2 管道缺陷参数

在评定管段整体等级时，会受到很多外在因素的影响，最为关键的影响因素为管段内的缺陷等级，经常使用的评定方法为等级评定法，使功能性缺陷和结构性缺陷被划分为不同等级，结合等级评定信息，将不同的权重系数制定完善。结构性功能缺陷的具体表现为异物入侵、腐蚀、错位、变形和支管暗接等等；功能性缺陷的具体表现为封堵、积水、结垢和浮渣等等。

1)在计算结构性缺陷参数F时，具体使用的公式为：

公式中：结构性缺陷参数设置为F；当管段损坏状态达到最大系数值时，结构性缺陷损坏的严重分值设置为S；管段损坏状态系数设置为S，在计算平均分值时，使用缺陷点数完成计算任务；结构性缺陷影响系数设置为α，缺陷间距、等级会给其带来直接的影响。

在确定管段损坏状况系数时，具体使用的公式如下：

公式中：第i处结构性缺陷分值设置为P，取值见表2；检测管段的结构性缺陷数量设置为n。

表2 结构性缺陷等级与分值

管段有结构性缺陷存在时，计算结构性缺陷密度指数的公式如下。

公式中：管段结构性缺陷密度指数设置为S，取值详见表2；管段长度设置为L；第i处结构性缺陷的长度设置为L，缺陷的计量单位设置为“个”时，长度的取值为1m；结构缺陷处总个数设置为n。

αS和S的最大值为管段结构性缺陷等级。缺陷密度S保持在0.1时，说明管段结构中存在着很多的缺陷。

2)计算功能性缺陷参数G时，使用的公式如下：

公式中：管道功能性缺陷参数设置为G；管道运行状况系数设置为Y；管段运行最大缺陷系数设置为Y；功能性缺陷的影响系数设置为β。

在计算管段运行状况系数时，使用的公式如下：

式中：P—第j处功能性缺陷的分值，按表3的规定确定；

表3 功能性缺陷等级与分数表

m—检测的管段功能性缺陷数量。

管段出现功能性缺陷以后，使用以下公式计算功能性缺陷的密度指数。

公式中：管段结构性缺陷密度指数设置为Y；管段长度设置为L；第j处结构性缺陷的长度设置为L；结构缺陷处总个数设置为m。

按β和Y中最大值来确定管段功能性缺陷等级，缺陷密度Y保持在0.1以上时，说明管段功能性缺陷非常多。

4.检测建议

如今CCTV检测技术已经达到了比较成熟的阶段，实际操作中还会遇到一些问题。尽管评判标准相同，但是管道缺陷等级权重的计算却有明确的要求，CCTV检测技术无法量化处理起伏、变形的缺陷，使得人们判断的缺陷会有差别。

4.1 渗漏

相关标准中明确要求，一级渗漏主要是指有明显的水印分布在管壁上，但是不会有水流下来；二级渗漏会从缺陷位置流出不连续的水珠；三级渗漏从缺陷点有连续的水流出；四级渗漏会从缺陷位置涌出大量的水。管道结构性缺陷以渗漏为主，在检测时，如果遇到连续阴雨天气，就会使得土壤的水压力出现增加的情况，渗漏缺陷随之变大。如果降水量比较少，土壤中的压力也会随之消失，渗漏缺陷有时会被忽略掉，使得渗漏缺陷被遗漏掉。这些因素都会给管道质量评定造成不同程度的影响。因此，要将土壤水压力影响系数添加到评定标准中，实现对评定结果的及时修正。

4.2 积水及沉积

管道功能性缺陷的主要表现为沉积与积水。在开展检测工作时，管道中会有沉积物或者是积水存在，使得管道底部的缺陷不能被及时的发现，给管道整体质量的评估工作造成不同程度的影响。在使用CCTV检测技术以前，要将管道内部清理干净，只能有少量的积水存在，从而使检测的准确性得到明显的提升。检测从业人员要对管段缺陷进行全面而细致的检查，严格按照相关的规定客观的评估缺陷。

5.结论

城市道路建设的速度非常快，以往使用的管道检测技术已经无法满足现在发展的需要了。在管道修复施工和新铺管道竣工验收时，使用CCTV管道内窥检测技术以后，使得检测的结果变得更加准确、经济、科学，可有效地提高安管质量，且能及时有针对性地处理安管质量缺陷问题，从而为管网工程竣工验收质量评估提供科学依据。