老旧雨水管道检测技术应用研究——以协和路雨水管道检测为例

卢思同，韩玉珠，黄超 （.上海市地矿工程勘察（集团）有限公司，上海 0007；.上海市岩土地质研究院有限公司，上海 0046；.上海光华岩土工程勘测设计有限公司，上海 006）

0 引言

随着经济社会的快速发展，部分城市市政系统雨污混流严重。城区雨污水管网主干道系统已经形成，但有些路段和老旧小区仍存在雨污水管缺失、管径不满足使用需求、雨污管道混接的情况，导致污水进入雨水系统，造成河道污染。雨水管道拥堵造成雨季路面大面积积水，给人民的生活带来困扰[1-3]。

1 检测技术与评估方法

1.1 管道潜望镜检测（QV）

QV 检测是利用管道潜望镜在检测井对其进行检测。通过利用摄像头录像的方法，对管道内部的沉积、破损、异物穿刺、渗漏、支管暗接等管线状态进行监测，可长距离、清晰录制管道内部情况，通过主机存储为技术人员提供分析数据[4]。

1.2 管道CCTV检测系统

CCTV 检测系统（闭路电视系统）是目前用于管道内窥检测评估最先进、有效的方法。该系统包含爬行器和不同规格的镜头，通过电缆盘与主控制器建立连接来响应操作指令，爬行器在管道内部行进对管道内的锈层、结垢、腐蚀、穿孔、裂纹、变形等状况进行探测和摄像，技术人员依据检测技术规程进行评估，为管道敷设质量评定提供重要依据[5]。

对比而言，QV检测为单一管道检测设备，而CCTV 检测系统为一个整体系统[6]。

1.3 探地雷达（GPR）

探地雷达是通过发射天线向地下发射高频短脉冲电磁波，由接收天线接收反射波，并根据其回波旅行时间、幅度、波形的资料，经过计算机图像处理和解译，来确定地下管线位置及埋深。目前常用的探地雷达能够实现二维、三维成像，对敷设的浅层管线区域进行扫描得到目标管线敷设深度数据，以及一些井盖掩盖区域，通过探地雷达技术对井盖及管道位置进行探测[7]。

1.4 管道评估与建议依据

检测评估采用的上海市地方标准《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》（DB31/T 444-2009）[8]，对管道的结构性状况和管道功能性状况进行评定，按管道的实际情况提出修复和养护的建议。《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》（DB31/T 444-2009）对管道缺陷分为结构缺陷程度4 级、功能缺陷3 级，分级表如表1 所示。结构缺陷类型包含破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接、异物侵入。功能缺陷类包含沉积、结垢、障碍物、树根、洼水、坝头、浮渣。管道修复指数和管道养护指数按照规范中的要求计算，下文通过示例进行评估演示。此案例采用探地雷达进行探测，并核对管线深度和标高。

图1 QV检测示意图

图2 管道CCTV检测系统施工示意图

图3 地质雷达工作原理

表1 缺陷等级分类表

2 检测案例

2.1 项目介绍

对协和路（通协路-北翟路）道路范围内的排水管道进行检测，经过现场踏勘，此路段雨水管径分别为225 mm、300 mm、800 mm。雨水管管道总长度为562.36 m。路面质量较好，方便进行CCTV、QV和探地雷达检测。

2.2 检测流程

首先收集业主方提供的管线资料，结合现场踏勘安排检测任务，检测完成后核对检测数据，对于遗漏或者需要补充检测部分进行补测。检测任务完成后撰写报告，由技术总工审核盖章并提交给业主单位，具体流程如图4所示。

图4 检测工作流程

图5 检测缺陷图像

2.3 现场踏勘

现场踏勘能为设计和检测任务提供精准基础数据。通过现场踏勘收据基础数据，可以进一步排布施工计划，踏勘包含复测管线标高及管径、雨水井位置、接入管和接出管管底标高、管径、地面标高、材质等信息。查明雨水管是否存在厨房废水管、阳台废水管、卫生间污水管、和其他功能性不明确的生活污水管连接。

3 检测结果分析

3.1 CCTV及QV检测结果

协和路（通协路-北翟路）道路范围内的排水管道共计29 段，共计发现异物穿入1 处、破裂5 处、变形1 处、渗漏2处、错位3处、障碍物1处。

3.2 探地雷达检测结果

采用探地雷达对每段管道的两井中间部位进行探测，摸排管道埋深，共计探测29 处。探地雷达检测到管顶埋深，通过管顶埋深和管半径做加法得到管道中心埋深，结合坐标定位系统（RTK）采集此点位标高，与管道中心埋深相加计算得到被测管线的埋深坐标。利用探地雷达技术对管道埋深进行检测，与管口、井盖部位管道埋深进行核对，能够互相验证采集到的管道埋深，同时为判断同段管道是否发生弯折、沉降提供数据支持，图6为检测到的管道位置。

图6 探地雷达探测成果图

3.3 修复指数RI与养护指数MI

3.3.1 结构性状况评估（RI）

结构性缺陷参数F按公式（1）计算。

式中损坏状况系数S 按公式（2）计算。

式中：L 为被评估管道的总长度（m）；Li为第i 处缺陷纵向长度（m）（以“个”为计量单位时，1 个相当于纵向长度1m）；Pi为第i 处缺陷权重，应查表（《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》（DB31/T 444-2009）中的结构性缺陷等级权重和计量单位表）获得；n1为结构缺陷处总个数。

管道修复指数按公式（3）计算。

式中K、E、T值参见表（《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》（DB31/T 444-2009）中的地区重要性参数K 表、管道重要性参数E、管道周围的土质影响参数T）。

3.3.2 功能性状况评估（MI）

功能性缺陷参数G按公式（4）计算。

式中运行状况系数Y 按公式（5）计算。

式中：L 为被评估管道的总长度（m）；Li为第i 处缺陷纵向长度（m）（以“个”为计量单位时，1 个相当于纵向长度1 米）；Pi为第i 处缺陷权重，查表（《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》（DB31/T 444-2009）中的功能性缺陷权重和计量单位表）获得；n2为功能缺陷处总个数。

管道养护指数按公式（6）计算。

式中K、E 值参见表（《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》（DB31/T 444-2009）中的地区重要性参数K 表、管道重要性参数E）。

3.4 评估结果汇总

经过结构性状况评估（RI）与功能性状况评估（MI）计算，结合探地雷达成果得出修复及养护指数如表2所示，共计8个管位、13处缺陷。

表2 评估结果汇总表

4 结语

CCTV 检测和QV 检测在老旧雨水管道检测中有效率高、可视化效果好、安全、检测图像清晰直观等优势，结合探地雷达技术，对管道位置进行深度探测，能有效地探测两个检测井之间管道埋深情况，为接下来管道的修复和运行管理提供数据支撑。

随着科学技术发展，将会引入数字化、智能化“智慧管网”系统，通过将管网信息数字化，建立生态化的管网管理平台，有效进行管网管理工作。