市政排水管網(wǎng)檢測新技術(shù)及其應(yīng)用

摘 要:針對城市市政排水管網(wǎng)的檢測問題，介紹了幾種主要的檢測方法，并給出了綜合應(yīng)用檢測方法檢測市政排水管道在施工后以及養(yǎng)護過程中管道內(nèi)部情況進行檢測的工程實例和建議。

關(guān)鍵詞:市政排水管網(wǎng) 檢測方法 工程應(yīng)用

中圖分類號:TU992 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0020-02

長期以來由于施工和管道養(yǎng)護手段等原因，現(xiàn)有的管道大多不同程度的存在破裂、滲漏、脫節(jié)、錯位、侵蝕、積泥堵塞甚至變形塌陷[1]，直接影響了排水管網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，甚至威脅到城市交通和人民生命財產(chǎn)的安全。為了能夠最大限度的發(fā)揮管道的排水能力，延長管道的使用壽命，需要對排水管網(wǎng)系統(tǒng)管道進行全面、直觀、科學(xué)的檢查、評估，以便管理部門制定出科學(xué)、經(jīng)濟、有效的修復(fù)養(yǎng)護方案和驗收依據(jù)，提高城市市政建設(shè)和改造的管理水平。由于現(xiàn)有傳統(tǒng)檢測手段無法查明排水管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用功能情況，因此使用先進的聲納、視頻等手段對排水管道全面檢查顯得十分迫切[2]。這種檢查將為今后建立城市排水系統(tǒng)綜合模擬平臺以及完善排水系統(tǒng)功能減少污水滲漏、偷排，治理、美化水環(huán)境等工作打好基礎(chǔ)。

1 市政排水管網(wǎng)檢測的主要方法介紹

1.1 CCTV檢測技術(shù)

管網(wǎng)檢查一般采用管道內(nèi)窺電視檢測系統(tǒng)，在國外稱管道CCTV (Closed Circuit Television)檢測，此方法于20世紀90年代中期引進國內(nèi)用于管道內(nèi)部狀況及排水管道健康檢測，它是國際上目前用于管道狀況檢測最為先進和有效的手段。排水管道CCTV檢測如圖1和圖2所示:CCTV檢測儀裝備有最先進的攝像頭、爬行器及燈光系統(tǒng)，完全由帶遙控操縱桿的監(jiān)視器控制，操作簡單，移動方便。可以進行影像處理、記錄攝像頭的旋轉(zhuǎn)和定位。具有高質(zhì)量的圖像記錄和文字編輯功能。其主要工作部分為一部四輪驅(qū)動的攝像小車和一臺計算機。根據(jù)不同管徑，可以選用不同型號的CCTV。通過它能夠?qū)⒐艿乐械那闆r一覽無余。在項目中對管內(nèi)情況實在無法得知的時候，便采用此設(shè)備對管段進行檢查。在檢查前首先要通過高壓沖洗車對所需檢測的管段進行沖洗，確保CCTV車能順利通過，然后通過一種專用排水管管道堵塞器將上游排水管暫時封堵(采用的是德國制的管道堵塞器，這種堵塞器是一種橡膠制品，通過對其內(nèi)部沖氣使其膨脹達到堵塞管道的目的)，然后用抽水機將井中的污水抽至附近的污水井中，待被觀察管道中水深不至于淹沒CCTV攝像頭時即可投入工作。在抽完井中污水的同時也可觀察此時被檢測管道中的水流情況，原先埋在水下不便檢查的管段此時已“浮出水面”了。

(1)CCTV檢測技術(shù)的優(yōu)缺點是:①適合于小到100mm、大到1500mm不同直徑管道;②對管道內(nèi)部的情況一目了然;③所有能夠看到的管道內(nèi)部情況，均可以隨時記錄保存為原始資料，以備技術(shù)人員對管道進行評估;④完全可以取代“由人用眼對管道進行目測檢查”的方法;⑤技術(shù)人員可以輕松地通過錄制影像資料，定位到管道存在缺陷問題的具體位置;⑥完全能夠盡早發(fā)現(xiàn)、避免管道存在隱患。

(2)聲納檢測(SONAR)技術(shù):聲納為英語Sonar的音譯，是英語Sound navigation and ranging的縮寫;是利用聲波對水下物體進行探測和定位識別的方法和所用設(shè)備的總稱。聲納檢測主要是利用聲納的反射原理:讓管道內(nèi)部的真實狀況通過聲納的反射，呈現(xiàn)在我們的眼前。該技術(shù)適用于不宜進行CCTV檢測的充滿度較高的污水管道，適用于直徑(斷面尺寸)從125～3000mm范圍內(nèi)各種材質(zhì)的管道。聲納系統(tǒng)可辨認并定位管道內(nèi)部的沉積物、凝結(jié)物，同時對大于3mm的開放(通透)形裂隙進行檢測和定位。專用軟件系統(tǒng)可以達到3D效果，管內(nèi)斷面數(shù)據(jù)為X、Y，已檢測的路線距離為Z，連續(xù)記錄的檢測數(shù)據(jù)可以以立體圖的方式在計算機上顯示，檢測結(jié)果直觀(圖3)。

水下掃描傳感器可在0～40℃的環(huán)境下正常工作。用于工程檢測的聲納的解析能力強，數(shù)據(jù)更新速度快;2MHz頻率的聲音信號經(jīng)放大并以對數(shù)形式壓縮，壓縮之后的數(shù)據(jù)通過Flash A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;檢測系統(tǒng)的角解析度為0.9度，即該系統(tǒng)將一次檢測的一個循環(huán)(圓周)分為400單位元;而每單元又可分解成250個單位;因此，在125mm的管徑上，解析度為0.5mm，而在長達3m的極限范圍上也可測得12mm的解析度，可以滿足市政、企業(yè)排水管(渠)檢測目的的要求。聲納處理器是一個19英寸獨立式或架裝結(jié)構(gòu)的設(shè)備。操作者可以從地面上對檢測儀進行控制，并且可將聲納信息圖形化顯示。前面面板包含所有與設(shè)備連接輸入輸出設(shè)備譬如:軟盤驅(qū)動器，硬盤驅(qū)動器的可擦寫CD-ROM。系統(tǒng)的操作是在計算機系統(tǒng)控制下進行的，當計算機加載電源后，系統(tǒng)將自動從硬盤加載。系統(tǒng)也可以從軟驅(qū)加載，并可很容易進行軟件升級(圖4，圖5)。

(3)QV手持式管道快速檢測技術(shù):QV手持式管道快速檢測系統(tǒng)，它擁有高清晰度攝像頭和高功率探照燈，通過可調(diào)節(jié)的手柄將攝像頭放入人井或隱蔽空間，并及時產(chǎn)生高質(zhì)量的彩色圖象和錄像，使地面上的工程人員能夠及時地、快速地對管道的狀況有完整而清晰地了解。這樣，工程人員就能確認管道的問題所在及解決辦法了。它就如同是潛水艇上的潛望鏡一樣使地下的目標一目了然，是目前應(yīng)用于管道檢測中最快速、直觀、易操作的高科技產(chǎn)品。(1)適用范圍?？商綔y150～2000mm管道內(nèi)部情況。(2)性能特點。1)高功率探照燈，可控變焦攝像頭，檢測縱深最大可達80m，并能夠清晰顯示管道破裂、堵塞等內(nèi)部狀況。2)可調(diào)節(jié)伸縮桿，長度最大可調(diào)至10m。3)全景高清晰度攝像頭，550∶1變焦彩色攝像頭。4)便攜式設(shè)計，操作簡單(圖6)。

2 檢測技術(shù)的實際應(yīng)用

案例:廣州市中東部片區(qū)污水現(xiàn)狀摸查與連接項目——獵德污水系統(tǒng)查漏補缺項目。解放路以東，珠江前航道以北，環(huán)城高速以西，廣汕公路以南，白云區(qū)風(fēng)景區(qū)北邊線以南，包含白云山風(fēng)景區(qū);工作區(qū)域面積168.12km2。該項目是利用現(xiàn)代管道內(nèi)窺檢測技術(shù)及勘測技術(shù)對廣州市現(xiàn)狀排水管網(wǎng)進行檢測，獲得管網(wǎng)破損、淤塞、雨污水混接及污水偷排的空間位置以及相關(guān)信息，為排水管網(wǎng)的修復(fù)、改造設(shè)計和管網(wǎng)的管養(yǎng)維護提供基礎(chǔ)資料。(1)投入的主要技術(shù)力量。根據(jù)實際情況，主要力量擬投入20組QV，10組SONAR，10組穿繩，2組CCTV。配置120名工作人員。(2)施工工期。2010年6月16日開工，2010年10月31日完工。(3)工作成果。中東部片區(qū)污水現(xiàn)狀摸查與連接項目——獵德污水系統(tǒng)以廣州市水污染源調(diào)查(一期)成果為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代管道內(nèi)窺檢測技術(shù)及勘測技術(shù)對廣州市現(xiàn)狀排水管網(wǎng)進行檢測、清障和修補測，獲得管網(wǎng)破損、淤塞、雨污水混接及污水偷排的空間位置以及相關(guān)信息，為排水管網(wǎng)的修復(fù)、改造設(shè)計和管網(wǎng)的管養(yǎng)維護提供基礎(chǔ)資料;同時在水污染調(diào)查成果數(shù)據(jù)管理平臺的基礎(chǔ)上進行功能擴展，實現(xiàn)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時動態(tài)更新。該項目是針對廣州市中心城區(qū)現(xiàn)狀排水管網(wǎng)(含雨水、污水、雨污合流)的集管網(wǎng)檢測、管網(wǎng)清障、管網(wǎng)測繪、管網(wǎng)勘探、管網(wǎng)修復(fù)、管網(wǎng)改造設(shè)計、管網(wǎng)水質(zhì)水量在線監(jiān)測和相關(guān)信息數(shù)據(jù)整理建庫的系統(tǒng)工程。

3 對市政排水管網(wǎng)檢測過程的建議

有效地利用現(xiàn)代管道內(nèi)窺檢測技術(shù)及勘測技術(shù)對廣州市現(xiàn)狀排水管網(wǎng)進行檢測，最大限度的發(fā)揮管道的排水能力，延長管道的使用壽命降低漏耗，應(yīng)有計劃地選配檢測設(shè)備和檢測方法，變被動檢測為主動檢測，因此筆者提出以下幾點建議:(1)組建高素質(zhì)檢測隊伍。要求檢測人員熟悉本地區(qū)管道運行的情況;熟練掌握檢測儀器和儀器的使用方法;熟練掌握常規(guī)檢測方法;負責本區(qū)巡回檢測:負責儀器的維護和保養(yǎng);做好檢測記錄，填寫報表，并編寫檢測報告。(2)有效地選配檢測儀器。地理、經(jīng)濟、技術(shù)條件及現(xiàn)場檢測目標的不同，公司選用的儀器也不同，要根據(jù)自身的具體情況選配，要考慮各種檢測方法的特點，采用幾種檢測方法相互配合使用，組成可靠性和經(jīng)濟性綜合的檢測系統(tǒng)。本公司對該先進的檢測設(shè)備和方法相結(jié)合已成功的應(yīng)用，對廣州市的污水管道系統(tǒng)情況比較熟悉，因此我公司還承擔了部分廣州市的污水管網(wǎng)維護工程;從長期看，我公司將會承擔廣州市更多的污水管網(wǎng)養(yǎng)護工作;隨著外地市場的放開，我公司將積極參與外地市場的競爭。因此可以預(yù)期，該項目的實施將會帶來非常明顯的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]時珍寶.上海市排水系統(tǒng)地下水滲入量研究:[碩士學(xué)位論文].上海:同濟大學(xué)，2004.

[2]朱軍.《上海市公共排水管道電視和聲納檢測評估技術(shù)規(guī)程》編制綜述．北京:地下管線管理，2006，50:6～9.

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