CCTV技術(shù)在瀏陽(yáng)高新區(qū)沿河污水干管檢測(cè)中的應(yīng)用研究

作者簡(jiǎn)介：吳碧輝（1990-），男，碩士，工程師。研究方向?yàn)楣こ虣z測(cè)。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.041

摘? 要：該文以瀏陽(yáng)高新區(qū)某河段污水干管CCTV檢測(cè)項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)述CCTV檢測(cè)技術(shù)的工作原理、檢測(cè)方法，分析評(píng)估管道缺陷情況。該工程檢測(cè)長(zhǎng)度7 591.48 m，共檢測(cè)188段管道，其中結(jié)構(gòu)性缺陷528處，主要缺陷為錯(cuò)口、破裂、變形，導(dǎo)致管道后期有較大污水滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，大大增加水體污染的可能性；功能性缺陷124處，主要為沉積和樹(shù)根，嚴(yán)重影響管道的輸送功能。

關(guān)鍵詞：CCTV檢測(cè)技術(shù)；污水干管；管道缺陷；瀏陽(yáng)高新區(qū)；缺陷檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）15-0181-04

Abstract： This article takes a CCTV（Closed-Circuit Television） inspection project of a sewer main in a river section of Liuyang High-Tech Industrial Park as an example， briefly describes the working principle and inspection methods of CCTV inspection technology， and analyzes and evaluates the pipeline defect conditions. The project inspected a length of 7 591.48 meters， covering 188 sections of pipelines， among which 528 structural defects were identified， primarily consisting of misalignments， ruptures， and deformations. These defects pose a significant risk of increased sewage leakage in the later stages， greatly enhancing the likelihood of water body pollution. Additionally， 124 functional defects were found， mainly due to sedimentation and tree roots， which severely affect the pipeline's transportation function.

Keywords： CCTV inspection technology; sewer main; pipeline defects; Liuyang High-Tech Industrial Park; defect detection.

近年來(lái)水污染防治工作穩(wěn)步扎實(shí)推進(jìn)，水污染治理取得顯著成效。由于水污染途徑通常為“源-廠(chǎng)-網(wǎng)-河（湖）”，因此污染在河里，源頭在岸上，管網(wǎng)質(zhì)量及效能提升是治污關(guān)鍵，而管網(wǎng)質(zhì)量檢測(cè)可為管網(wǎng)設(shè)計(jì)、修復(fù)提供強(qiáng)有力的依據(jù)，為后期管網(wǎng)提質(zhì)改造、減少水體污染奠定基礎(chǔ)。

CCTV機(jī)器人視頻檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于市政排水管道的檢測(cè)，是一項(xiàng)新型的應(yīng)用工程技術(shù)，通過(guò)對(duì)管道內(nèi)部缺陷性質(zhì)的判定、缺陷位置的精確定位，為排水管道正常運(yùn)維及防治污水滲漏污染，提供可靠的技術(shù)依據(jù)。

1? 瀏陽(yáng)高新區(qū)某沿河污水干管工程概況

瀏陽(yáng)高新區(qū)某沿河污水干管建于2010年，檢測(cè)管道總長(zhǎng)度為7 591.48 m，檢測(cè)段數(shù)為188段，埋深為2.32～6.80 m，管徑為DN500～1 200，其中管徑DN500～700材質(zhì)為HDPE雙壁波紋管（21.3%），管徑DN800～1 200材質(zhì)為鋼筋混凝土管（78.7%），不同管徑分布情況如圖1所示。

圖1? 管徑分布情況

2? 管道CCTV檢測(cè)與評(píng)估方法

2.1? CCTV檢測(cè)技術(shù)工作原理

管道閉路電視系統(tǒng) Closed Circuit Television（簡(jiǎn)稱(chēng)CCTV）是管道便攜式快速內(nèi)窺攝像檢測(cè)設(shè)備。管道CCTV檢測(cè)系統(tǒng)由爬行器（即含攝像頭的“機(jī)器人”）、線(xiàn)纜車(chē)和控制終端三大塊組成。通過(guò)CCTV機(jī)器人對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行全過(guò)程錄像檢測(cè)，將影像傳輸?shù)浇K端，再通過(guò)所拍攝的影像資料進(jìn)行評(píng)估，從而簡(jiǎn)單有效地檢測(cè)管道內(nèi)部缺陷的類(lèi)別及其準(zhǔn)確位置，并結(jié)合所檢測(cè)項(xiàng)目的地區(qū)重要性、土質(zhì)影響等情況，分析研究排水管道缺陷的類(lèi)別、特征，對(duì)管道的缺陷情況和運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估分級(jí)，為排水管道后期的修復(fù)和養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的制定提供了可靠、有效的依據(jù)，并能夠?yàn)榕潘艿佬迯?fù)、改造等管理提供科學(xué)依據(jù)，提高城市居民用水安全性[1-3]。

2.2? CCTV檢測(cè)方法

2.2.1? 管道堵水清淤作業(yè)

CCTV檢測(cè)采用的是可視化檢測(cè)技術(shù)，無(wú)法檢查出積水與淤泥覆蓋區(qū)域缺陷。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件不符合時(shí)，應(yīng)采取降低水位和清淤等措施，確保管道內(nèi)水位與積泥不大于管道直徑的20%，以達(dá)到檢測(cè)要求[4]。由于本次檢測(cè)污水干管長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，水位較高且大部分管段積泥較多，故檢測(cè)前需對(duì)管道進(jìn)行堵水清淤作業(yè)。

采用堵氣囊、砌墻等措施對(duì)管道實(shí)施封堵，然后進(jìn)行抽排降水，再采用人工或高壓水槍方式進(jìn)行清理，固體雜物采用人工方式搬出管道并袋裝處理，淤泥則采用清污車(chē)吸出并運(yùn)至指定處理點(diǎn)，管道疏通完畢后采用高壓水槍沖洗，確保CCTV檢測(cè)機(jī)器人可順利通過(guò)并充分展現(xiàn)管道缺陷[6]。

2.2.2? CCTV機(jī)器人檢測(cè)

疏通清理完畢后將檢測(cè)機(jī)器人放入污水管內(nèi)，在機(jī)器人計(jì)米器計(jì)米清零后，使其沿著管道爬行。攝像鏡頭移動(dòng)軌跡保持在管道中軸線(xiàn)上，偏離度不應(yīng)大于管徑的10%，并及時(shí)適當(dāng)調(diào)整攝像頭位置并獲取最佳影像。當(dāng)機(jī)器人在管徑大于200 mm時(shí)，行進(jìn)速度不宜超0.15 m/s[4]。缺陷位置應(yīng)為儀器顯示距離加上機(jī)器人本身長(zhǎng)度（約80 cm）。本項(xiàng)目檢測(cè)設(shè)備為深圳博名維Dolphin-L2管道檢測(cè)機(jī)器人，檢測(cè)管徑范圍為300～3 000 mm，檢測(cè)長(zhǎng)度范圍為0～120 ｍ。本項(xiàng)目CCTV檢測(cè)具體流程如圖2所示。

2.3? CCTV評(píng)估方法

本次管道檢測(cè)與評(píng)估是依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 181—2012《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》，該標(biāo)準(zhǔn)將管道缺陷分為結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷，將缺陷分為I—IV 4個(gè)等級(jí)，不同缺陷等級(jí)采用打分制，以此對(duì)管道缺陷等級(jí)進(jìn)行評(píng)估[5]。

3? 檢測(cè)結(jié)果與分析

3.1? 結(jié)構(gòu)性缺陷檢測(cè)結(jié)果分析

3.1.1? 結(jié)構(gòu)性缺陷檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知，所檢測(cè)的7 591.48 m管道其結(jié)構(gòu)性缺陷共528處，主要為I級(jí)、II級(jí)缺陷，其中I級(jí)缺陷306處、II級(jí)缺陷168處、III級(jí)缺陷37處、IV級(jí)缺陷17處，占比分別為57.95%、31.82%、7.01%、3.22%，具體結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)構(gòu)性缺陷以I、級(jí)II級(jí)為主，二者合計(jì)高達(dá)88.77%，表現(xiàn)為輕中度缺陷，對(duì)管道影響相對(duì)較小。

圖2? CCTV檢測(cè)流程

3.1.2? 結(jié)構(gòu)性缺陷類(lèi)型及原因分析

1）本工程污水干管缺陷類(lèi)型主要為錯(cuò)口、破裂、變形和滲漏等結(jié)構(gòu)性缺陷，其中錯(cuò)口占比最高，具體如圖3所示。分析可知，缺陷有錯(cuò)口（365處）、破裂（78處）、變形（24處）、滲漏（20處），其占比分別為 69.12%、14.77%、4.55%、3.79%。錯(cuò)口缺陷所占比重最大的原因是本工程管道管材主要為鋼筋混凝土管，其要求管徑大于等于750 mm的管段，應(yīng)在管內(nèi)作整圈勾縫處理，而根據(jù)后期CCTV視頻檢測(cè)結(jié)果可知管道并未進(jìn)行勾縫施工處理，而管段接口為剛性設(shè)計(jì)，接口不能充分接觸，因此輕中度錯(cuò)口較多，集中為I級(jí)、II級(jí)缺陷。而本次錯(cuò)口III級(jí)、IV級(jí)缺陷主要出現(xiàn)在管道沿河道拐彎或因土質(zhì)原因管道有下沉處。

圖3? 結(jié)構(gòu)性缺陷類(lèi)型及占比

2）破裂和變形缺陷主要集中在管材為HDPE雙壁波紋管的管段。該管材在施工過(guò)程中易變形破損，且在長(zhǎng)期使用中受到土體壓力影響，當(dāng)外部壓力大于自身壓力時(shí)，管道變形、破裂會(huì)加重。鋼筋混凝土管材因自身承載力較好、剛性大，所以破裂及變形較小，同時(shí)破裂變形多發(fā)生在橫穿道路區(qū)間，多為初期建道路施工時(shí)導(dǎo)致。鋼筋混凝土管長(zhǎng)期使用，管道會(huì)遭到污水腐蝕，而HDPE管材未見(jiàn)腐蝕缺陷，不同管材對(duì)缺陷影響具體如圖4所示。

圖4? 不同管材結(jié)構(gòu)性缺陷類(lèi)型及數(shù)量

3）滲漏的主要原因有2點(diǎn)：①污水干管處于沿河岸邊，距離河水較近，地下水位偏高；②存在錯(cuò)口、破裂、脫節(jié)等缺陷，造成管段存在滲漏點(diǎn)，其典型滲漏缺陷如圖5所示。當(dāng)?shù)叵滤桓哂诠艿浪粫r(shí)，河水滲入會(huì)降低污水濃度，同時(shí)將泥沙帶入管內(nèi)，引起堵塞；當(dāng)?shù)叵滤坏陀诠艿浪粫r(shí)，污水會(huì)外溢進(jìn)入土壤及河水中，引起環(huán)境污染。

（a）? 破裂導(dǎo)致滲漏

（b）? 錯(cuò)口導(dǎo)致滲漏

圖5? 典型滲漏缺陷

3.2? 功能性缺陷檢測(cè)結(jié)果分析

3.2.1? 功能性缺陷檢測(cè)結(jié)果

本項(xiàng)目功能性缺陷共發(fā)現(xiàn)124處，缺陷等級(jí)包含I—IV級(jí)，其中I級(jí)缺陷64處、II級(jí)缺陷49處、III級(jí)缺陷6處、IV級(jí)缺陷5處，占比分別為 51.61%、39.52%、4.84%、4.03%，主要是I—II級(jí)缺陷為主，沉積無(wú)III—IV級(jí)缺陷是由于管道檢測(cè)前進(jìn)行了堵水清淤，結(jié)果具體見(jiàn)表2。

表2? 污水干管污水管道功能性缺陷類(lèi)別、缺陷等級(jí)與缺陷

數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

3.2.2? 功能性缺陷類(lèi)型及原因分析

統(tǒng)計(jì)分析可知，功能性缺陷類(lèi)型以沉積和樹(shù)根為主，包括沉積（44處）、樹(shù)根（36處），其占比分別為35.48%、29.03%。其他為障礙物（26處）、結(jié)垢（14處）、殘墻（4處），占比分別為20.97%、11.29%、3.23%。具體結(jié)果如圖6所示。

圖6? 功能性缺陷類(lèi)型及占比

1）CCTV檢測(cè)清淤前，即發(fā)現(xiàn)本項(xiàng)目管道普遍存在沉積現(xiàn)象。沉積的主要原因：①該污水干管上游為永安鎮(zhèn)雨污混流管道，還未改造完畢，導(dǎo)致雨水接入污水管道，使得雨水中的固體顆粒進(jìn)入污水管道；②高新區(qū)工廠(chǎng)較多，工業(yè)廢水較多，污染物沉積導(dǎo)致；③沿河管道有40%左右的檢查井被覆蓋，使得管道日常養(yǎng)護(hù)工作不能到位，導(dǎo)致沉積物未能及時(shí)清理；④部分管段修建時(shí)頂管施工有誤差，導(dǎo)致管底標(biāo)高存在問(wèn)題，造成污水流動(dòng)受阻，沉積物積累；⑤修建管道時(shí)，部分管道及其井室內(nèi)的建筑用料未做處理，存在砂石、磚塊、瀝青及混凝土固結(jié)物等。

2）樹(shù)根缺陷產(chǎn)生是由于管道鋪設(shè)在河岸，而部分河段樹(shù)木較多，同時(shí)又存在結(jié)構(gòu)性缺陷錯(cuò)口，樹(shù)根為吸取養(yǎng)料及水分，通過(guò)錯(cuò)口位置穿入管道內(nèi)，形成管道堵塞，污水干管的正常運(yùn)行受到影響。

4? 結(jié)束語(yǔ)

本文以瀏陽(yáng)高新區(qū)某沿河污水干管為列，介紹了CCTV檢測(cè)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，統(tǒng)計(jì)分析了缺陷數(shù)量、缺陷等級(jí)及管材對(duì)缺陷的影響。其主要問(wèn)題為沉積、樹(shù)根等功能性缺陷，導(dǎo)致管道堵塞，進(jìn)而形成新的黑臭水體，而管道長(zhǎng)期形成的錯(cuò)口、滲漏等結(jié)構(gòu)性缺陷，使得污水外漏造成河水及土壤二次污染。本項(xiàng)目的功能性缺陷主要以I級(jí)、II級(jí)為主，表明管道的日常養(yǎng)護(hù)工作極其重要，可減少輕中度功能性缺陷的產(chǎn)生。管材選擇需因地制宜，在易發(fā)生變形、破裂區(qū)域應(yīng)選擇剛性大的管材，以降低其結(jié)構(gòu)性缺陷比率。研究成果對(duì)本工程污水管網(wǎng)后期設(shè)計(jì)及修復(fù)方案的制定具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)分析了管道不同缺陷類(lèi)型及其產(chǎn)生原因，對(duì)預(yù)防管道缺陷的產(chǎn)生及防止污水滲漏以減少環(huán)境污染具有借鑒意義。

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