成都市太升南路污水管道CCTV檢測(cè)分析

唐 佳，任 斌，吳俊諶

(四川中成煤炭建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,四川成都 610031)

排水管道在城市基礎(chǔ)建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用，主要擔(dān)負(fù)著雨水、污水的收集和排放，同時(shí)也承擔(dān)城市防洪排澇的重大作用。近年來由于管道引起的問題時(shí)有發(fā)生，諸如內(nèi)澇、地面塌陷等，給城市通行安全、人民生活造成了極大影響[1]。管道檢測(cè)是發(fā)現(xiàn)管道問題和評(píng)價(jià)管道運(yùn)行狀況最有效的方法也是唯一的方法，目前檢測(cè)方法較多，只有CCTV檢測(cè)能夠深入管道內(nèi)部，并通過錄像直接觀察，直觀判斷管道內(nèi)部缺陷，并進(jìn)行準(zhǔn)確分析和評(píng)價(jià)，為管道修復(fù)和養(yǎng)護(hù)提供參考。目前管道檢測(cè)評(píng)估及驗(yàn)收主要以CCTV檢測(cè)報(bào)告為依據(jù)，本文以成都市太升南路污水管道CCTV檢測(cè)為例，介紹了管道檢測(cè)施工流程，并根據(jù)CJJ181-2012《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》[2]對(duì)管道進(jìn)行評(píng)估，為后續(xù)管道修復(fù)具有重要指導(dǎo)作用。

1 CCTV檢測(cè)

1.1 工程概況

成都市太升南路離天府廣場(chǎng)和春熙路較近，屬于成都市繁華地段，道路是雙向四車道，路兩旁主要是手機(jī)商鋪，在白天車流量及人流量較大。由于道路修建較早，管道運(yùn)行時(shí)間較長，近年來管道出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性及功能性缺陷，導(dǎo)致排水不暢，給當(dāng)?shù)孛裆碍h(huán)境造成較大影響。污水管道管徑主要有DN500 mm和DN600 mm，管道埋深在3～5 m范圍內(nèi)，管道長度827 m。上游管道有大量垃圾淤泥沉積，導(dǎo)致堵塞嚴(yán)重，整段管道腐蝕較為嚴(yán)重，管道上半部分已經(jīng)露出大量石子。

1.2 作業(yè)流程

管道CCTV檢測(cè)作業(yè)主要包括檢測(cè)準(zhǔn)備，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及生成報(bào)告。

1.2.1 檢測(cè)準(zhǔn)備

檢測(cè)前需要了解管道基本信息，如管道位置、型材、管徑、埋深等，為制定檢測(cè)施工計(jì)劃做準(zhǔn)備，同時(shí)也為編制檢測(cè)報(bào)告搜集資料。在檢測(cè)前，通過施工設(shè)計(jì)圖了解管道位置分布、管徑等基本信息，之后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘。通過踏勘發(fā)現(xiàn)：

(1)管道位于機(jī)動(dòng)車主車道上，白天車流量較大。

(2)DN500 mm管道內(nèi)有大量垃圾、油脂凝固、堵塞管道。

(3)DN600 mm管道過水面大于30 %，部分管道存在大量結(jié)垢。

根據(jù)踏勘結(jié)果分析，檢測(cè)選擇在晚上車流量較小時(shí)段進(jìn)行，用錐形桶對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行封閉打圍，并在錐形桶上插閃光棒，在打圍來車方向設(shè)置車流導(dǎo)向牌和施工警示牌，并排專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)交通指揮及行人安全。DN500 mm和DN600 mm管道采用型號(hào)為300～600的氣囊進(jìn)行封堵，上游采用污水泵及時(shí)調(diào)水，保證水頭壓力在氣囊規(guī)定內(nèi)，每隔30 min檢查氣囊壓力值，若發(fā)現(xiàn)壓力不足，應(yīng)及時(shí)打氣。為了在檢測(cè)過程中清晰地觀測(cè)到管道內(nèi)部情況，需要將管道內(nèi)壁的結(jié)垢物質(zhì)及管內(nèi)沉積的雜物清洗干凈。

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

在檢測(cè)前應(yīng)先檢查CCTV機(jī)器人各個(gè)部件是否正常，如攝像頭是否能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，各種高度調(diào)整及變焦功能是否完好；爬行器前進(jìn)、后退、防側(cè)翻等功能。確定機(jī)器人各部件及功能完好后，在檢測(cè)每段管道前還應(yīng)先拍攝看板，看板應(yīng)寫明道路或被檢測(cè)管道所在地名、起點(diǎn)、終點(diǎn)編號(hào)、管道屬性、管徑和時(shí)間信息；此外，還應(yīng)拍攝地面明顯標(biāo)志，連續(xù)拍攝直到管內(nèi)。

在檢查調(diào)試完成后，就可以將爬行機(jī)器人通過井口放入管道內(nèi)，爬行器的爬行方向宜與水流方向一致，因此應(yīng)從上游井放入。管內(nèi)爬行機(jī)器人通過電纜與地面控制臺(tái)連接，機(jī)器人在管內(nèi)將拍攝的圖片通過電纜傳回地面控制臺(tái)，檢測(cè)人員可以通過電腦實(shí)時(shí)觀察管道內(nèi)部情況，除了將圖片信息傳回地面外，電纜還起到對(duì)爬行器供電及傳輸?shù)孛婵刂菩盘?hào)的功能，保障爬行機(jī)器人在管道正常工作。檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員通過控制器操縱爬行器移動(dòng)進(jìn)而完成整個(gè)管段的視頻錄制工作。爬行過程中，爬行速度不宜大于0.15 m/s，圖像應(yīng)保持正向水平，不得啟用攝像頭的變焦功能，檢測(cè)人員應(yīng)實(shí)時(shí)觀察管道內(nèi)部情況，若發(fā)現(xiàn)有缺陷，應(yīng)停止前進(jìn)，將爬行器停留在缺陷處，并使攝像頭對(duì)準(zhǔn)缺陷位置，調(diào)整好焦距保障拍攝圖像清晰，拍攝時(shí)間至少10 s。若檢測(cè)過程中遇塌陷、磚頭石塊等阻礙爬行器前進(jìn)的情況，應(yīng)停止前進(jìn)，換另一口井繼續(xù)檢測(cè)，盡可能讓檢測(cè)的圖像資料完整[3]。

1.2.3 生成報(bào)告

檢測(cè)報(bào)告可以通過計(jì)算機(jī)輔助生成報(bào)告，這樣方便快捷，能有效提高工作效率。首先將工程信息錄入，工程信息包含：工程名稱、地點(diǎn)等；其次將檢測(cè)視頻導(dǎo)入軟件并錄入檢測(cè)單位、作業(yè)人員和管道屬性等信息；緊接著判讀人員觀看檢測(cè)視頻，截取缺陷畫面，填寫缺陷開始和結(jié)束距離，并錄入缺陷名稱及等級(jí)；最后導(dǎo)出報(bào)告，報(bào)告可以導(dǎo)出為Word格式，方便修改。

2 檢測(cè)結(jié)果分析

2.1 檢測(cè)評(píng)估依據(jù)

2.1.1 結(jié)構(gòu)性缺陷評(píng)估

針對(duì)已經(jīng)破壞的管道，需要制定相應(yīng)的修復(fù)方案，通過計(jì)算管道修復(fù)指數(shù)，可以確定近、中、遠(yuǎn)計(jì)劃。管道修復(fù)指數(shù)如下：

RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T

(1)

式中：RI表示管段修復(fù)指數(shù)，K表示地區(qū)重要性參數(shù)，E表示管道重要性參數(shù)，T表示土質(zhì)影響參數(shù)，F(xiàn)可表示為當(dāng)Smax≥S時(shí)，F(xiàn)=Smax，當(dāng)Smax

(2)

Smax=max{Pi}

(3)

式中：n表示管段結(jié)構(gòu)性缺陷數(shù)量，n1表示縱向凈距大于1.5 m的缺陷數(shù)量，n2表示縱向凈距大于1 m且不大于1.5 m的缺陷數(shù)量，Pi1表示縱向凈距大于1.5m的缺陷分值，Pi2表示縱向凈距大于1 m且不大于1.5 m的缺陷分值，α為結(jié)構(gòu)性缺陷影響系數(shù)，當(dāng)缺陷縱向凈距大于1 m且不大于1.5 m時(shí)，α取值為1.1。

2.1.2 功能性缺陷評(píng)估

管道功能性缺陷表現(xiàn)為堵塞，減少過水?dāng)嗝娴那闆r，該類缺陷周期要比結(jié)構(gòu)性缺陷周期短，如不及時(shí)處理，可能發(fā)生城市內(nèi)澇，為保障城市管道暢通運(yùn)行，可以根據(jù)管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。養(yǎng)護(hù)指數(shù)計(jì)算如下：

MI=0.8×G+0.15×K+0.05×E

(4)

式中：MI表示管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)，K表示地區(qū)重要性參數(shù)，E表示管道重要性參數(shù)，G可表示為當(dāng)Ymax≥Y時(shí)，G=Ymax，當(dāng)Ymax

(5)

Ymax=max{Pj}

(6)

式中：m表示管段的功能性缺陷數(shù)量，m1表示縱向凈距大于1.5 m的缺陷數(shù)量，m2表示縱向凈距大于1 m且不大于1.5 m的缺陷數(shù)量，Pj1表示縱向凈距大于1.5 m的缺陷分值，Pj2表示縱向凈距大于1 m且不大于1.5 m的缺陷分值，β為功能性缺陷影響系數(shù)，當(dāng)缺陷縱向凈距大于1 m且不大于1.5 m時(shí)，β取值為1.1。

2.2 評(píng)估分析

檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)管道結(jié)構(gòu)性缺陷有腐蝕、錯(cuò)口、破裂、滲漏、脫節(jié)及支管暗接，功能性缺陷有沉積、障礙物、結(jié)垢及樹根侵入，部分典型缺陷如圖1所示。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，管道共存在95處缺陷，其中包括34處腐蝕、16處結(jié)垢及12處脫節(jié)，這三類缺陷是在已發(fā)現(xiàn)缺陷中較多的缺陷。圖2為各缺陷占比圖，從圖中可以直觀看到各缺陷占比，從圖中還能發(fā)現(xiàn)：

圖2 缺陷比例

(1)腐蝕占比36 %，是所有缺陷最多的，其次是結(jié)垢占比17 %。

(2)結(jié)構(gòu)性缺陷占比68 %。

在實(shí)際檢測(cè)過程中還發(fā)現(xiàn)大部分管道內(nèi)部存在較大面積的2級(jí)腐蝕，如圖1(a)管道上半部分已經(jīng)全部腐蝕，其中腐蝕嚴(yán)重的地方管道已經(jīng)出現(xiàn)破洞。通過式(1)～式(3)計(jì)算得到約15 %的管段修復(fù)指數(shù)在4～7之間，屬于修復(fù)等級(jí)Ⅲ級(jí)，即管道結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)可能發(fā)生破壞，應(yīng)盡快修復(fù)；其余管段修復(fù)指數(shù)在1～4之間，屬于修復(fù)等級(jí)Ⅱ級(jí)，即結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生破壞現(xiàn)象，但應(yīng)做修復(fù)計(jì)劃。通過式(4)～式(6)計(jì)算得到約35 %管段養(yǎng)護(hù)指數(shù)在4～7之間，屬于養(yǎng)護(hù)等級(jí)Ⅲ級(jí)，即應(yīng)盡快處理；約15 %的管段養(yǎng)護(hù)指數(shù)在1～4之間，屬于養(yǎng)護(hù)等級(jí)Ⅱ級(jí)，即沒有立即處理的必要，但應(yīng)安排處理計(jì)劃，其余管段養(yǎng)護(hù)指數(shù)均在1以下，屬于養(yǎng)護(hù)等級(jí)Ⅰ級(jí)，即沒有明顯需要處理的缺陷。

圖1 管道不同缺陷示意

3 結(jié)論

不同地區(qū)管道病害情況不盡相同，為了制定病害管道的相應(yīng)養(yǎng)護(hù)和修復(fù)方案，需要對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)管道問題所在及問題嚴(yán)重性，進(jìn)而為制定方案提供參考。目前在眾多的檢測(cè)方法中，CCTV檢測(cè)是最直觀的檢測(cè)方法，同時(shí)其施工起來方便快捷。本文以成都市太升南路污水管道檢測(cè)為例，詳述了CCTV檢測(cè)流程，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)規(guī)范闡述了相應(yīng)的安全事項(xiàng)及技術(shù)要點(diǎn)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)管道做出了其缺陷評(píng)估，并提出了相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)及修復(fù)意見，同時(shí)也為管道修復(fù)施工及制定施工方案提供了相關(guān)參考。最終根據(jù)制定的方案對(duì)管道進(jìn)行清洗和修復(fù)，取得了較好的清洗和修復(fù)效果。