排水管道病害的检测

前言

　　城市的排水管道与人类文明的发展和人们的日常生活密切相关，从河南省登封王城岗龙山文化时期城址出土的陶制管道是我国4300多年前的城市排水管道，这是人类文明的一个里程碑。随着时代的发展，城市的排水管道在现代化城市中的作用更加重要，近年来我国各级政府不断加大对市政基础设施建设的投入，市政工程管网建设得到了前所未有的重视和发展。但是今年7月间的一场暴雨就让北京的交通几乎瘫痪；广州“水浸街”的问题也是时有发生，在其它城市此类问题更是不胜枚举。有业内人士指出：排水设施能力低、排水体系不完善、养护手段落后是制约当前城市排水能力的突出问题。

　　其中养护手段落后是。由于长期以来管道养护手段的局限性，现有的管道大多不同程度的存在渗漏、腐蚀、积泥堵塞甚至塌陷，严重了制约现有排水管道的能力。为了能够最大限度的发挥管道的排水能力，延长管道的使用寿命，就需要对其进行定期的检查、评估、养护和修复，建立一套完善的检测评估和养护手段。本文借鉴一些发达国家的做法并结合国内的一些工程实例，对排水管道的检测评估方法做一些探讨。

一、排水管道的检测

　　1.传统的检测方法

　　（1）观察同条管道相间窨井内的水位，确定管道是否堵塞。

　　（２）观察窨井内的水质成分，如上游窨井中为正常的雨污水，而下游窨井内流出的是黄泥浆水，说明管道中间有断裂或塌陷。

　　（３）摇车（牛）进行疏通。

　　（４）发现道路开裂或塌陷，进行开挖检查。

　　以上的方法具有一定的盲目性，不但费用大，而且无法对管道中的状况进行正确评估。

　　2.管道电视检测方法

　　管道电视检测在国外称管道CCTV （Closed Circuit Television）检测，是目前国际上用于管道状况检测最为先进和有效的手段。近两年国内一些城市如上海、广州、深圳等已开始引进该类检测系统，并取得了非常好的效果。

　　管道电视检测系统是由三部分组成：主控器、操纵线缆架、带摄像镜头的“机器人”爬行器。主控器可安装在汽车上，操作员通过主控器控制“爬行器”在管道内前进速度和方向，并控制摄像头将管道内部的视频图象通过线缆传输到主控器显示屏上，操作员可实时的监测管道内部状况，同时将原始图象记录存储下来，做进一步的分析。当完成CCTV的外业工作后，根据检测的录象资料进行管道缺陷的编码和抓取缺陷图片，以及检测报告的编写，并根据用户的要求对CCTV影像资料进行处理，提供录象带或者光盘存档，指导未来的管道修复工作。

　　3.管道电视检测流程图

二、排水管道的病态状况描述

　　通过管道电视检测发现的排水管道的病态状况在国外是采用的标准缺陷代码来表示，代码以英文单词的第一个字母缩写而成。例如：纵向裂痕为CL = Crack longitudinal；横向裂痕为CC = Crack circumferential；复合裂痕为CM = Cracks multiple；破裂为B = Broken；管道接头中度错位为JDM = Joint displaced medium等等。

　　缺陷代码分为（1）结构性代码

　　　　　　　　（2）服务性代码

　　　　　　　　（3）构造

　　　　　　　　（4）其它代码

　　其中结构性代码主要与管道的物理状况和损坏的严重性有关；服务性代码与排水系统的状况是否达到服务的标准和排水能力的损失，以及潜在的堵塞和水密性有关；构造及其它代码是与排水系统的构造及一些基本项目有关的内容。

　　除了用缺陷代码来描述管道状况外，同时还采用距离和时钟编号等两个参数来定位该缺陷点在管道中的位置。其中距离是标志该缺陷点距离检测起始点（窨井）的长度。

　用时钟表示该缺陷点在管道圆周上的分布，以顺时针输入时钟编号，例如缺陷从管道的10点位置起到2点位置结束标识为：1002。如果缺陷在单点范围，则只需要输入一个时钟编号，例如在12点标识为：12。如图1所示，管道的上半部分为0903，下半部分为0309。

　　管道病害状况描述实例

　　1）管道接头严重错位（JDL）

　　2）破洞（H）

　破洞从10点钟到12点钟

　　泥石使管道截面积减少15%

　　目前在国外一般采用专用软件对管道的病害点进行代码描述和定位，并生成报告。但由于这些软件是英文界面，且一些标识和习惯与我国有一些差异，因此较难普及使用。雷迪公司开发的Pipesee中文软件已经很好的解决了这些问题，特别是该软件采用的缺陷描述代码是汉语拼音字头（附表一），并结合我国情况对代码系列进行了合并调整，受到了专家和使用者的好评。

　　附表一

三、典型管道病害点示例

四、应用前景

　　目前许多城市大力募集资金兴建污水处理厂，首先要解决的问题就是查明污水管网系统的现状并为管网系统的改造和修复提供全面、准确、科学的依据。采用CCTV管道内窥检测技术是最经济、最准确、最科学的方法。笔者参与了福建某市的管道检测工作，该市拟新建一座污水处理厂，但是由于污水管道沿河堤两侧分布，每当河水上涨，总有大量河水涌入污水管内，这将使污水处理量和费用大幅增加。在污水处理厂的项目论证时，专家建议投资1500万对沿河堤两侧3.6公里的管道进行开挖重建。这样势必耗费大量资金和时间，同时也会严重影响居民的日常生活。后采用CCTV管道内窥检测方法查明了管道的全部状况以及涌水管道及涌水点的准确位置，进行定点修复后，该管道运行良好。这样，不但为国家节约了大量资金，同时也减少对城市的影响，取得了良好经济效益和社会效益。

　　城市道路交通的飞速发展，传统的开肠破肚式铺设和修护管道的方式已经不再适应时代的需求，非开挖管道铺设及修补技术已经越来越广泛的应用到城市的管线工程中，在新铺管道的竣工验收以及管道修复前的方案设计，修补过程中的施工监测以及修补后复测都需要CCTV管道内窥检测技术。笔者最近参与的广州市内环路排水管道修复工程，就是采用内缠绕方式修补管道，CCTV实时监测整个施工过程来完成的。

　　如果将管道摄像检测的数据如：检测报告、图片、影像资料等作为排水管网地理信息系统（GIS）数据库的一个组成部分，将极大的丰富GIS系统的先进性和实用性。使排水管网的管理和养护更加科学化。

五、结束语

　　排水管道的检测在我国仍在起步阶段，随着人们环保意识的增强，国家对污水处理项目的投资力度不断的加大，排水管网的管理维护也得到了应有的重视，建设部及不少城市和地方还相继出台了相应的政策与法规。这表明了我国各级政府已经充分地认识到排水管网管理和维护的重要性，排水管道检测和维护有着巨大的市场前景和无限商业机。

　　CCTV管道内窥检测技术的运用，让城市排水管网的管理和养护方法技术有了一个质的飞跃。该项技术同时还可以应用到给水、煤气管道和电力、电信套管的内部状况检测，以及抢险救灾、考古等等不同的领域。