CCTV排水管道檢測技術與應用

      隨著城市化進展加快，居住密集及用水量、排水量的不斷增加，作為基礎工程的城市排水設施養護、維修、疏通任務增多。問題管線在無法確認情況條件下，通常采取明挖施工維修以及恢復，工程造價高，環境影響大；引進先進的CCTV（Closed Circuit Televi-sion）管道內窺檢測技術能夠更直觀地了解地下排水管道內部現狀，避免人員井下作業風險，減小對道路交通的影響。有計劃地對排水管道現狀檢查、評估、養護和修復，建立檢測、評估、養護機制是發展的趨勢。

    1、 排水管道檢測技術

      國內城市排水管道檢測技術主要有：閉水檢測、氣壓法和水壓法檢測、潛水員和潛望鏡檢測、激光檢測、聲納檢測、CCTV檢測等。CCTV檢測技術是目前國際上用于管道狀況檢測先進和有效的手段，近兩年，上海、廣州、深圳等開始引進該檢測系統，并取得非常好的效果。

     2、CCTV檢測技術及原理

      CCTV檢測技術是目前國內外排水管道的重要檢測方法，適用于管道詳查、管道普查、管道驗收、管道修復。基本設備包括攝像機、長度測量儀、燈光系統、電源控制設備、爬行器等[]。采用電視檢測系統，通過攝像機對管道內部進行全程攝像檢測，根據檢測的影像數據，通過軟件和人工對銹層、結垢、腐蝕、穿孔、裂紋等情況進行判讀，有效地查明管道內部防腐質量、腐蝕狀況及涌水管道、涌水點的準確位置，全面了解管道的現狀[2]，確定管道缺陷類型，編寫管道現狀報告，并對排水管道運行質量及功能進行評價，為管道驗收、維護等提供依據。CCTV檢測設備憑借爬行器及燈光系統，完全由帶遙控操縱桿的監視器控制，操作簡單，移動方便。

      3、 CCTV檢測技術工作技術規程

      檢測工作程序包括：首先收集相關資料并進行現場勘察，編制具體檢測方案，然后移除淤泥和堵塞物后進行清洗，采用CCTV設備進行檢測，采集圖像資料、數據，最后出具檢測評估報告。

      4、CCTV檢測評估

      4.1 CCTV檢測技術影像判讀CCTV管道內窺檢測的一項關鍵內容就是對影像數據信息的判讀，具體包括確定管道內部缺陷種類、位置表述、等級和管道狀態評估計算方法。國內將管道缺陷種類分為結構性缺陷和功能性缺陷，并按等級進行劃分，其中結構性的代碼主要與管道的物理狀況、構造和損壞的嚴重性有關；功能性代碼與排水系統的狀況是否達到服務的標準和排水能力要求，以及潛在的堵塞和水密性有關[3]。標準缺陷代碼以英文單詞的第一個字母縮寫而成，例如：縱向裂痕為CL（Crack longitudinal）；橫向裂痕為CC（Crack circumfer-ential）；復合裂痕為CM（Cracks multiple）；破裂為B（Broken）；管道接頭中度錯位為JDM（Joint displaced medium）等[4]。用時鐘表示該缺陷點在管道圓周上的分布，順時針輸入時鐘編號。
     4.2 管道狀態評估計算方法4.2.1 機構性狀況評估算法管道運行狀況系數用S表示，其數學表達式為



     式中：i為結構缺陷總個數；L為被評估管道的總長度；Li為第i處缺陷縱向長度；Pi為第i處缺陷權重；n1為缺陷總個數。結構性缺陷參數用F表示，其數學表達式為：F=0.25S S<40F=10 S≥40
在管道評估時，某段管的狀況是依據結構性缺陷參數F，地區重要性參數K，管道重要性參數E、B和以及地質條件參數T來確定的，但每種參數所占的權重不一樣。管道維修指數RI計算公式為:R1=0.7F+0.1K+0.05E+0.05B+0.17
      4.2.2 功能性狀況評估算法管道運行狀況系統用Y表示，其數學表達式為

      功能性缺陷參數用G標識，其數學表達式為：
      G=0.25Y Y<40G=10 Y=40
      管道維護指數MI計算公式為：
      MI=0.8G+0.05K+0.05E+0.05B+0.05T

      4.2.3 評估結果計算分析
     在提供檢測錄像的同時，還需要提供詳細的檢測報告，包括項目信息、缺陷點照片、平面剖析圖、詳細描述等。根據某工程檢測成果，其中L=18.6m、K=10、E=2、B=4、T=10，根據公式計算過程如下：
S=100/18.6（1×3.2+2×6.8+3×15.9）=346.77
F=10
RI=0.7×10+0.1×10+0.05×2+0.05×4+0.1×10=9.3
Y=100/18.6（2×6.8）=73.12
G=10
Ml=0.8×10+0.05×10+0.05×2+0.05×4+0.05×10=9.3

      管道結構性狀況評估和修復建議以及管道功能性狀況評定和維護建議表見表1和表2，應進行整段修復和整體養護。

指數	等級	建議
M<4	一級	不養護
4≤M/<7	二級	局部養護
Ml≥7	三級	整體養護

指數	等級	建議
RU<4	一級	點狀修復/不修復
4≤RI～7	二級	點狀修復/管段修復
RV≥7	三級	整段修復/翻新

      5、 CCTV檢測技術應用建議

      排水管道CCTV檢測受到多種因素的影響與制約：交通狀況、排水管道的屬性、排水管道中水流狀況、管道中的淤積厚度、管道敷設時間、管道埋深、管材管徑、管道的連接方式、水位高度等，在具體工程實施中應該多方考慮制定監測方案。在工程驗收時，排水管道CCTV檢測不能取代閉水或閉氣試驗，在CCTV檢測確認管道沒問題的情況下，還需要配合閉水或閉氣試驗才能確認管道是否無滲漏情況；檢測設備能夠提供的只是評估管道狀況的視頻及圖像依據，最終診斷管道狀況還需綜合考慮；如果地下水位低于管內底，那么管道普通的滲漏無法通過CCTV檢測得知，需要預通水進行檢測。

      6、 結束語

      利用CCTV管道內窺監測技術，能夠直觀地反映管道的運行現狀及存在的問題，為排水管道的維修養護方案提供依據。開展系統的管道狀況調查，根據優選原則對一些嚴重缺陷進行及時維修可避免事故發生并延長管道壽命，降低維護成本，取得可觀的經濟效益和社會效益。