CCTV檢測技術(shù)在蚌埠市城區(qū)污水管網(wǎng)專項(xiàng)普查、檢測中的應(yīng)用

張濤

(蚌埠市勘測設(shè)計(jì)研究院，安徽 蚌埠 233000)

1 引 言

為了查清蚌埠城區(qū)內(nèi)污水及雨污合流管網(wǎng)運(yùn)行狀況，掌握污水及雨污合流管網(wǎng)沿線企事業(yè)單位污水排口的基本信息，為下一步城市排水管網(wǎng)三年提質(zhì)增效提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)，本文以蚌埠市城區(qū)污水管網(wǎng)專項(xiàng)普查、檢測項(xiàng)目為例，針對污水管道隱蔽式的特點(diǎn)，引入人工排查結(jié)合CCTV檢測技術(shù)，對城區(qū)范圍內(nèi)污水及雨污合流管網(wǎng)進(jìn)行CCTV檢測[1]，對管道現(xiàn)狀進(jìn)行分析評估，有效地查明管道內(nèi)部缺陷及管道混接，掌握污水及雨污合流管網(wǎng)沿線企事業(yè)單位污水排口及雨水管網(wǎng)雨污混接的基本狀況，有效避免了人工檢測的危險(xiǎn)性、施工位置判別的不確定性，為下一步管網(wǎng)維護(hù)和排水管網(wǎng)改造提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)。

2 CCTV檢測技術(shù)

管道CCTV(Closed Circuit Television)檢測技術(shù)是利用管道內(nèi)窺電視檢測系統(tǒng)對隱蔽的管道進(jìn)行視頻檢測的技術(shù)，管道內(nèi)窺電視檢測系統(tǒng)由三部分組成：控制器、操縱線纜架、帶攝像鏡頭的機(jī)器人爬行器。機(jī)器人爬行器在管道內(nèi)按控制器的指令爬行，對管道內(nèi)狀況進(jìn)行探測和攝像，并能實(shí)時(shí)將錄像傳輸?shù)降孛妫蓪I(yè)的檢測工程師對影像資料進(jìn)行判讀，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)的混接、穿孔、滲漏、結(jié)垢、裂紋等狀況，通過專業(yè)知識和專業(yè)軟件對管道現(xiàn)狀進(jìn)行分析、評估，能有效地查明管道內(nèi)部狀況和隱患點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，依據(jù)檢測技術(shù)規(guī)程再進(jìn)行判讀，為制定整改方案提供重要依據(jù)。

3 檢測流程及方法

3.1 管網(wǎng)調(diào)查

管網(wǎng)調(diào)查工作主要是利用收集到的已有管網(wǎng)資料，針對已有管線資料現(xiàn)場核實(shí)污水及雨污合流管線走向，沿管線走向進(jìn)行追蹤探查，查明污水及雨污合流管線和已有管線資料的一致性，對連接關(guān)系錯(cuò)誤和缺失的管線進(jìn)行修補(bǔ)測，將外業(yè)采集的排水管線屬性數(shù)據(jù)、測量空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，生成排水管線屬性表和測量數(shù)據(jù)庫。編繪管網(wǎng)調(diào)查圖，為后期企事業(yè)單位污水排口調(diào)查和管道檢測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 沿線企事業(yè)單位污水排口調(diào)查

污水排口調(diào)查主要是通過目視配合QV電子潛望鏡及CCTV檢測結(jié)果進(jìn)行污水排口調(diào)查[2]，通過排放口調(diào)查確定的污水(雨污合流)管道直排的排放口、CCTV檢測確定的暗接排放入戶管，根據(jù)入戶管確定污水及雨污合流管線沿線企事業(yè)單位。

記錄企事業(yè)單位名稱、地址、排口的接入情況、排口對應(yīng)管線普查管井(管點(diǎn))編號，編繪污染源線路圖。

3.3 管道檢測及缺陷點(diǎn)判讀

檢測作業(yè)主要分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)。首先外業(yè)人員通過控制器，控制機(jī)器人在排水管道內(nèi)爬行，同時(shí)控制攝像頭的旋轉(zhuǎn)、變焦及燈光照明燈，使用閉路電視拍攝排水管道內(nèi)部視頻影像，并通過有線傳輸方式，將拍攝到的視頻傳入存儲設(shè)備記錄下來，視頻的每一幀記錄有管道地址、拍攝時(shí)間、機(jī)器人移動(dòng)距離等信息[3，4]。如在檢測的過程中管道內(nèi)有異?，F(xiàn)象發(fā)生時(shí)，操作人員可操作設(shè)備旋轉(zhuǎn)攝像頭，詳細(xì)查看缺陷點(diǎn)詳情。為便于后期對視頻結(jié)果分析，在CCTV檢測過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，應(yīng)將爬行器在完全能夠解析缺陷的位置停留超過10秒，確保所拍攝的影像清晰完整。

將視頻資料導(dǎo)入地下管網(wǎng)智慧云數(shù)據(jù)平臺，對采集到的視頻進(jìn)行回放，對隱患點(diǎn)位置進(jìn)行拍照，依據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》對隱患點(diǎn)進(jìn)行判讀[5]，記錄隱患點(diǎn)的種類、環(huán)向位置、缺陷等級等信息，最后導(dǎo)出缺陷報(bào)告，缺陷種類及代碼如表1所示。

缺陷種類及代碼 表1

通過對污水及雨污合流管線管網(wǎng)CCTV檢測中所發(fā)現(xiàn)的管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)性及功能性缺陷類型及等級，對其賦予相應(yīng)的權(quán)重，進(jìn)而運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算方式得出該段管道的修復(fù)指數(shù)和養(yǎng)護(hù)指數(shù)數(shù)值，從而根據(jù)數(shù)值的高低判定管線的健康狀況水平并出具管道健康狀況評估報(bào)告書。

在提交CCTV檢測報(bào)告時(shí)，所有的檢測影像文件都將存檔提交業(yè)主查看存檔。

3.4 缺陷數(shù)據(jù)采集、成果編制

在視頻錄制過程中，利用CCTV檢測設(shè)備自帶的距離編碼器結(jié)合實(shí)地量距，QV由激光測距獲得，做好缺陷位置標(biāo)記，根據(jù)量測的缺陷至檢修井的距離可在圖上解析出缺陷點(diǎn)坐標(biāo)，補(bǔ)測的數(shù)據(jù)可用GNSS網(wǎng)絡(luò)RTK或全站儀進(jìn)行缺陷標(biāo)記采集。

污水及雨污合流管道CCTV檢測、測繪資料分別進(jìn)行全面系統(tǒng)的整理，對每一管段進(jìn)行評估，列出缺陷管段的詳細(xì)評估表，配缺陷照片?？陀^科學(xué)地評價(jià)現(xiàn)狀污水及雨污合流管道的安全性，得出檢測結(jié)論。附檢測成果及相關(guān)視頻、圖件、照片、測量成果；報(bào)告中應(yīng)提供檢測試驗(yàn)方法，檢測試驗(yàn)記錄、結(jié)構(gòu)安全計(jì)算所需的參數(shù)，并結(jié)合具體工程特點(diǎn)提出治理加固建議等。

4 應(yīng)用實(shí)例

4.1 項(xiàng)目概況

對蚌埠市城區(qū)項(xiàng)目范圍內(nèi)的道路污水管道CCTV檢測并完成相應(yīng)路段雨污混接調(diào)查。項(xiàng)目實(shí)施采用目視配合QV電子潛望鏡以及CCTV等手段對范圍內(nèi)路段內(nèi)污水進(jìn)行檢測及周邊排水設(shè)施進(jìn)行調(diào)查，查明管道走向、管道暢通情況、管道損壞情況進(jìn)行檢測復(fù)核。

4.2 設(shè)備使用

本次檢測使用的設(shè)備是施羅德S190A型視頻檢測系統(tǒng)(圖1、圖2)。該設(shè)備具有如下的技術(shù)參數(shù)和性能：

圖1 施羅德S190A型管道機(jī)器人

圖2 管道機(jī)器人作業(yè)現(xiàn)場

(1)適用管徑200 mm～2 200 mm。

(2)單向檢測長度可以達(dá)到120 m。

(3)高清攝像頭可以360°旋轉(zhuǎn)，±270°斜視對管內(nèi)進(jìn)行攝像。

(4)通過操作臺可控制攝像頭旋轉(zhuǎn)、照明、行進(jìn)速度等。輕便小巧，性能良好。

4.3 管網(wǎng)調(diào)查

本次檢測使用委托方提供前期排水管網(wǎng)普查數(shù)據(jù)庫和排水管網(wǎng)圖，根據(jù)范圍要求首先對區(qū)域內(nèi)的排水管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)查，對現(xiàn)狀存在連接關(guān)系錯(cuò)誤和漏測的進(jìn)行補(bǔ)測，修改和增補(bǔ)的管線點(diǎn)按照要求進(jìn)行編號。采用AHCORS系統(tǒng)對變化的管線進(jìn)行測量、入庫、編繪管線圖，管線管理系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 管線管理系統(tǒng)

在開井調(diào)查的時(shí)候，沿線企事業(yè)單位污水排口調(diào)查和雨污水管網(wǎng)混接檢查同步進(jìn)行。沿線企事業(yè)單位污水排口拍照記錄名稱；雨污水混接拍攝井內(nèi)照片和周邊參照物照片，填寫混接點(diǎn)調(diào)查表。

4.4 管網(wǎng)檢測及缺陷點(diǎn)判讀

工程施工中，由于排水管道管徑主要在DN300 mm～DN2000 mm之間，因此在進(jìn)行CCTV檢測施工中，對施工管道的疏通主要采用高壓沖水車清洗、疏通及潛水員清撈的方式進(jìn)行。排水管徑在 DN1000 mm以上的，主要采取高壓沖水車清洗配合潛水員疏通。從而確保檢測管道符合規(guī)范中對排水管道檢測條件的要求。在管道內(nèi)部淤泥疏通清洗工作完成后，達(dá)到檢測要求后可開始進(jìn)行管道CCTV檢測工作。

檢測開始前對使用儀器設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢查和維護(hù)工作，確保儀器設(shè)備處于正常的工作狀態(tài)。在對每一段管道開拍前，須錄入測段信息，信息內(nèi)容有：工程名稱、檢測單位、檢測地點(diǎn)、檢測日期、檢測人、起始井編號、結(jié)束井編號、檢測方向、管道類型、管徑、材質(zhì)等。在整個(gè)檢測視頻錄制過程中，在視頻上始終顯示起始井號、結(jié)束井號、檢測方向、管道類型、管徑以及時(shí)間等信息，便于后期視頻資料管理。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，將爬行器停留并進(jìn)行缺陷點(diǎn)判讀。缺陷的類型、等級在現(xiàn)場進(jìn)行初步判讀并記錄，旋轉(zhuǎn)攝像頭抓取最佳角度和最清晰照片，便于后期復(fù)核。

現(xiàn)場檢測完畢后，由復(fù)核人對檢測資料進(jìn)行復(fù)核，將視頻資料導(dǎo)入地下管網(wǎng)智慧云數(shù)據(jù)平臺，重新瀏覽視頻判讀復(fù)核。對于隱患點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)記錄，形成隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。

4.5 項(xiàng)目總述

蚌埠市污水管網(wǎng)普查、檢測項(xiàng)目共完成271條道路的普查、檢測工作，CCTV檢測工作量長度總計(jì) 695.38 km，其中污水管網(wǎng)完成 380.32 km，雨污合流管網(wǎng)完成 315.06 km。

本次檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)不同等級的功能性和結(jié)構(gòu)性缺陷 30 305處，其中功能性缺陷 6 755處，結(jié)構(gòu)性缺陷 23 550處。在功能性缺陷中以障礙物、沉積為主，在結(jié)構(gòu)性缺陷中以破裂、變形、滲漏為主，其中一級缺陷 5 473處，二級缺陷 11 425處，三級缺陷 5 829處，四級缺陷 7 578處。缺陷統(tǒng)計(jì)如表2所示。

缺陷統(tǒng)計(jì)表 表2

本次調(diào)查共排查蚌埠市城區(qū)范圍內(nèi)檢測污水管網(wǎng)及沿線雨污水管網(wǎng)混接調(diào)查共排查出雨污混接點(diǎn)563個(gè)。主要為以下幾個(gè)方面：餐飲店接管進(jìn)入市政雨水；小區(qū)內(nèi)混接污水進(jìn)入市政雨水；百貨商鋪接管進(jìn)入市政雨水；市政雨水與市政污水相接；人為傾倒、露天洗車等。

通過本次蚌埠城區(qū)內(nèi)污水及雨污合流管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)查、檢測，直觀地了解管道的運(yùn)行情況，基本上摸清了城區(qū)內(nèi)排水管道存在的缺陷、企事業(yè)單位污水違規(guī)排放和管道不通導(dǎo)致路面積水的成因，按照管道缺陷等級對隱患點(diǎn)落實(shí)搶修或維保，防止小問題發(fā)展成大問題。對沿線雨污水管網(wǎng)混接調(diào)查出來的混接問題及時(shí)通報(bào)相關(guān)責(zé)任單位，做好整改工作。對雨污分流、管道維護(hù)修復(fù)等工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

5 結(jié) 語

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)一步發(fā)展，運(yùn)用CCTV檢測技術(shù)，及時(shí)了解管網(wǎng)狀況，適時(shí)做出更切合實(shí)際的管道維護(hù)決策，不斷提升城市規(guī)劃、建設(shè)、管理水平，提高社會和經(jīng)濟(jì)效益，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

CCTV管道檢測技術(shù)的運(yùn)用，能夠更安全、直觀地反映管道運(yùn)行現(xiàn)狀和問題，這是傳統(tǒng)人工檢測所不能比及的。CCTV管道檢測技術(shù)的高效、直觀、精確性為排水管道運(yùn)行養(yǎng)護(hù)及故障維修方案的科學(xué)決策提供了有力的依據(jù)，讓城市排水管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)和工程建設(shè)的驗(yàn)收都有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。