上海麦格市政排水管道检测技术介绍-0303!.ppt

上海麦格天恒仪器发展有限公司,定位：市政管道医生 关键词：市政排水管道内部状况调查技术发展,主讲人： 仝志强,技术发展背景,城市排水设施是城市基础设施的重要组成部分,它就像人体内的“血管”, 将污水输送到污水处理厂,它是城市赖以生存和发展的物质基础。排水设施是否完好, 功能是否健全, 直接关系到人民生活质量, 关系到城市经济和社会的可持续发展, 也关系到和谐社会的建设。随着城市的快速发展, 排水管道逐渐增多,如果按照以往的养护管理模式, 已经不能有效的对排水管道进行维护, 使其发挥应有的功能。因此提高养护认识、完善养护管理、创新养护手段迫在眉睫。 城市排水管网系统构成：,污水、雨水,排水灌渠,窨井,泵站,污水处理厂,排水管网养护技术发展的背景,随着城市建设快速发展，我国的城市建设取得了令人瞩目的成就，但我们也应清醒的看到，在坚持可持续发展的方向、创建生态型城市的道路上还有很长的路要走。由于排水管道的日益老化、城市人口增长和房地产业的快速成长对排水管道的压力、施工和管材质量的下降等原因，竣工验收环节缺乏有效监管手段使很多下水道带病运行。带病的下水道直接威胁附近的建（构）筑物的安全，污染土质和地下水，影响污水处理厂的正常运行。 城市排水管网是城市的重要基础设施之一，在城市生活中，排水管网是不可缺少的，被称作城市的血管。排水管网的结构稳固和功能保障是城市排水安全的重要保证。而管网设施中大龄管段也是管理维护的重点。据上海排水处统计，截至2008年底，上海市中心城区有超过15%的排水管道服役期在30年以上。,排水管网养护技术发展的背景,以上海为例，管道的病害造成地下水渗入量在老城区已超过污水总量的20%，在雨水窨井或雨水口发生漫溢的频率加大，严重影响环境卫生。由于地下水稀释作用，进入城市污水处理厂的原生污水的浓度偏淡，从而影响到污水处理厂按设计参数运行，降低了污水处理厂的运行效率和处理效果。地下水长期的搬运作用，排水管道附近土壤流失，使路基松动，路面高低不平的情况在上海随处可见，路面塌陷危害交通安全的事故时有发生。 由于受领导的意识、管理体制、资金等影响，我国城市的管道病害往往在出现初期，得不到发现和修理，等到发展出现重大事故时才做应急处置，这时已对国家财产造成巨额经济损失，有些事故已危及到人身安全。所以，依据世界上一些发达国家的做法，对管道进行定期“体检”和及时“治疗”已刻不容缓，做到防患于未然。,排水管网的面临主要问题,1）南方大部分地下水较丰富。长江为分界线。据同济大学的一项调查研究发现，管网的病害造成老城区地下水渗入量已超过污水总量的20%，使得地下水稀释作用下，进入城市污水处理厂的原生污水的COD等指标降低，从而影响到污水处理厂按设计参数运行，降低了污水处理厂的运行效率和处理效果。在地下水长期的搬运作用下，排水管道附近土壤流失，路基松动，路面高低不平的情况在我国城市中随处可见，路面塌陷危害交通安全的事故也时有发生。同时管网中淤泥沉积的概率大大提高，增加了设施养护的劳动强度。 2）北方大部分地下水位普遍较低。与南方相反，大量的污水通过渗漏的方式，直接影响了地下水资源，给环境带来了极大的隐患。而在雨季或由于污水排放的影响，使管道外部附近的土壤流失，给道路的安全带来了威胁。,排水管网的主要问题,3）其他水源对管道的影响。当排水管道附近存在自来水漏点或地下水源等情况时，排水管道由于地处地下水很丰富的区域，同样对管道周围基础存在冲蚀作用。 4）其他方面的影响。地基的不均匀沉降，地面动荷载的长期影响，管道所处土壤的性质等，各种原因使近年来老龄管道存在安全隐患。,管道检测的重要性,截止到2010年底，上海既有排水管道达到12000公里，基本覆盖整个城市化地区，随着上海社会经济的快速发展，城区规模也在不断拓展，排水管道总长度正以每年接近一千公里速度快速增涨，但在排水事业取得令人瞩目成就的同时，我们也清醒的看到，排水管道的日益老化（见表一）、城市人口增长、房地产业大力发展和管道养护维修技术的相对落后.,城市排水管道是城市的重要基础设施之一，在城市生活中，排水管道是不可缺少的，排水管道的结构稳固和功能保障是城市排水安全的重要保证，而对排水管道检测正是验证这种保证的有力手段之一,管道检测的重要性,对管道的安全排水构成了很大威胁，加之市政建设的市场化运作后施工和管材质量的下降等原因，很多管道带病运行，管理单位又缺乏便捷有效的检测手段，往往要到道路积水或路面塌陷后才知道，直接威胁到了附近的建（构）筑物的安全，污染土质和地下水，影响污水处理厂的正常运行，造成了很大社会影响。开展对排水管道检测，及时掌握管道结构和功能安全程度，运用科学手段指导养护维修工作，已是十分必要的。现状：出现问题再解决问题,市中心城区排水管道管管龄的抽样统计表,排水管道检测方法演变过程,排水管道检测已有很长的历史，传统的管道检测方法有很多，其适用范围和局限性也各有特点，但这些方法其适用范围很窄，局限性很大，很难适应在地下和管道内水位很高的上海地区。 地下管道的病害具有隐蔽性，尤其是小型管道很难直接判别。过去由于受技术手段的限制，实施管道检测比较困难。闭路电视系统（CCTV）和声纳系统被用于管道检测领域，有效地解决了这一难题。,管道检测方法和检查对象概述,管道检测的对象是管道、检查井、雨水口以及附属设施。传统的检测方法一般采用直接目视或用一些简单的工具进行检查，存在着人身不安全、病害不易发现、判断不准确等诸多弊病。现代的检查方法利用计算机、机器人、数字图像、机电一体化等技术，实现了有图像记载的检测体系，其主要使用设备是CCTV和声纳。 管道检测按任务可分为普查、紧急应对检测、竣工验收确认检测、交接确认检测、来自其他工程的影响检测和其他检测六类。管道检测的基本程序宜包括：搜集资料，现场踏勘，编写技术设计书，检测前的管道准备，现场检测，影象判读与编辑，编写评估报告，编写技术总结报告和成果验收。,中国及国际大城市排水管网数据,截止2010年底数据，既有管线 上海市 12000km 东京市 15000km 北京市 5000km 全国管线370000km 中小城市占 200000km 在建管道130000km 全世界第一次使用CCTV 检测管道，英国 市场前景广阔,排水管道检测方法演变过程,传统的排水管道主要检测方法和特点,排水管道检测方法演变过程,20世纪90年代中期，国外先进的管道电视和声纳检测技术被上海的学者介绍进来，引起了排水行业同仁的广泛注意，新的管道检测技术与传统的管道检测技术相比，主要有安全性高，图像清晰，直观并可反复播放供业内人士研究的特点，为管道修理方案的科学决策提供了有力的帮助。 但电视和声纳检测技术环境要求很高，特别是在作管道结构完好检查时，必须是在很低水位条件下，且要求在检测前需对管道进行清洗。 随着排水管道在合流范围内实行了低水位运行、封堵管道管塞技术的出现和电视声纳检测技术的进一步成熟，电视/声纳检测技术突出的优点(始被人们按受，终于走进了生产领域。,电视和声纳管道检测技术优点,提高生产力及效率 以更快的速度找出管道问题 如堵塞、裂缝及渗漏等，为修复、疏通方案的制订提供可靠的依据，减少或避免次生灾害发生。 减少管道封堵时间，简化临时排水措施 为竣工验收、接管检查提供了科学而有效的方法 杜绝了人员进入管道可能发生的人身伤亡事故,电视和声纳检测技术适用范围,管道的周期性检测 紧急应对检测 竣工验收确认检测 交接确认检测 来自其他工程影响检测和其他检测 管道养护情况检查,电视和声纳检测技术已在生产实践中得到较多的应用，适用范围广泛。,排水管道检测方法演变过程,随着新排水检测技术在生产领域中应用的日趋广泛，检测技术和评估缺乏规范的问题也逐步显出来，为规范排水管道电视和声纳检测的技术要求和统一评价标准，上海市排水管理处牵头组织主管理部门、管道检测企业编制了上海市排水管道电视和声纳检测评估技术规程，从检测的要求、设备指标、管道缺陷分类定义、表示方法和评估标准多个方面进行了规范。,在管口窥视的 用腿爬行的 用弹性杆手动推进的 轮子驱动的 履带驱动的,管道电视检测技术的发展,管道闭路电视检测系统（简称CCTV）设备形式 闭路电视系统 Closed Circuit Television,管道电视检测技术的发展,1978年法国的JVertut研制了一种轮腿式曾内机器人行走机构。该机构由2个行走轮及4个支撑腿组成，腿由电机驱动运动， 适应不同管径的变化。 80年代，随着计算机、传感器、现代控制理论和技术的发展，为管内机器人的研究应用提供了技术保证。国外相继开展研制了多种类型的管内检测移动机器人。,管道电视检测技术的发展,在此阶段日本、英国、美国相继研发了一些用于检测燃气管道、自来水管道的检测机器人。功能也逐渐实现了直行和90度转弯。,管道电视（CCTV）检测技术工作原理,通过摄像机器人对管道内部进行全程摄像检测，对管道内的锈层、结垢、腐蚀、穿孔、裂纹等状况进行探测和摄像，实现管道内部长距离检测，实时观察并能够保存录像资料，将录像传输到地面由专业的检测工程师对所有的影像资料进行判读，通过专业知识和专业软件对管道现状进行分析、评估， 有效地查明管道内部防腐质量、腐蚀状况及涌水管道、涌水点的准确位置。,管道电视（CCTV）检测技术工作原理,CCTV检测录像可以提供如下信息： 日期、时间 检测长度 爬行器的俯仰角 爬行器的倾斜状态 编辑的说明文字 其他内容,管道电视（CCTV）检测技术工作原理,利用CCTV检测技术，可以科学全面地了解管道的现状， 编写管道现状报告， 并对排水管道运行质量及功能进行评价， 为管道的定点修复、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、修补后复测等提供经济、有效的检测方法。,管道电视（CCTV）检测技术工作原,CCTV管道内窥检测系统主体是由三部分组成： 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像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，同时将原始图像记录存储下来，做进一步的分析。,管道闭路电视（CCTV）检测系统介绍,管道闭路电视（CCTV）检测系统介绍,美国确视（CUES） 英国雷迪（Radiodetection）,管道闭路电视（CCTV）检测系统介绍,Pearpoint主线管道检测系统(防爆) 伊派克（iPEK） 管道摄像检测系统,管道闭路电视（CCTV）检测系统介绍,IBAK CCTV,IPEK CCTV,RICO CCTV,CCTV国产化,LD300+管道内窥摄像检测系统,深圳施罗德,北京管力,上海雷迪公司,电子部50所,CCTV 设备技术 要素,大型事业单位采购一般成套配置,产品分析,品牌知名度： 专业性很强的仪器： 行业比较小，尤其在中国目前，但是市场前景广阔 市场两级分化：事业单位与工程公司 环境对仪器要求很高：管道环境差，尤其中国，建筑垃圾，雨污水不分，不规范排放污水,CCTV试用于排水管道里没有水，或者将水排干、低水位情况下 在排水管道检测中，如果管道中充满水，那么管道中的能见度几乎为零，所以采用CCTV进行检测需要排干管中水进行检测。然而，声纳管道检测仪可以将传感器头侵入水中进行检测。和CCTV不同，声纳系统采用一个恰当的角度对管道内侧进行检测，声纳探头快速旋转，向外发射声纳信号，然后接收被管壁或管中物发射的信号，经计算机处理后，形成管道的横断面图。,应用分类,声纳检测技术工作原理,声纳为英语sonar 的音译，是英语Sound navigation and ranging的缩写，是利用声波对水下物体进行探测和定位识别的方法和所用设备的总称。声纳可分为被动声纳（无源声纳）和主动声纳（有源声纳）两大类。 主动声纳利用自身装置向水中发射声波，通过接收水下物体的反射回波发现目标，目标的距离可通过发射脉冲和回波到达的时间差进行测算；声纳检测系统在计算机及专用软件系统的支持下对接收的反射声波信号进行自动处理，以测定检测目标的各种参量，达到进行管道运行状况检测的目的。,声纳检测技术工作原理,置于水中声纳发生器令传感器产生响应，当扫描器在管道内移动时，可通过监视器来监视其位置与行进状态，测算管道的断面尺寸、形状，并测算破损、缺陷位置，对管道进行检测。,声纳检测技术工作原理,该系统适用于不宜进行CCTV检测的充满度较高的污水管道，适用于直径（断面尺寸）从125mm至3000mm范围内各种材质的管道和渠箱。 声纳系统可辨认并定位管道内部的沉积物、凝结物，同时对大于3mm的开放（通透）形裂隙进行检测和定位。 专用软件系统可以达到3D效果，管内断面数据为X、Y，已检测的路线距离为Z，连续记录的检测数据可以以立体图的方式在计算机上显示，检测结果直观。,管内断面数据为X、Y，已检测的路线距离为Z，检测数据连续记录，检测结果直观。,声纳检测技术工作原理,声纳检测仪将管道分解成若干个断面进行检测，经过综合判断达到检测目的,声纳工作示意图,声纳解决的针对问题,声纳系统可以检测管道的问题：水平面以下淤泥沉积、沉积物厚度、垃圾堵塞、堵塞物、大小管道变形、接口错位 管道淤积主要带来两大问题： 降低过水能力、产生硫化氢等有毒有害气体 声纳检测除了能够提供专业的 扫描图像，对管道断面进行量化外，还能结合计算确定管道淤积程度、淤泥体积、淤积位置，计算清淤工程量和提供清淤地点，并且可以计算管道的现有过水能力， 分析发生道路积水或路面冒水等极端情况的可能性。 声纳检测时管道内的水深应大于300mm。当探头无法行进或被埋入泥沙时，应停止检测。声纳检测可与CCTV检测同步进行。声纳检测的轮廓图不宜作为结构性缺陷的最终评判依据，应用电视检测方式予以证实或以其他方法判别。 声纳系统包括水下探头、连接电缆和带显示器声纳处理器。探头可安装在爬行器、牵引车或漂浮筏上，使其在管道内移动，连续采集信号。每一个发射/接收周期采样250点，每一个360度旋转需执行400个周期。探头的行进速度不宜超过0.1m/s。,声纳工作模式,满管水的情况下，用漂浮伐顺水流拖动检测 或用AUV 动力拖动 -不现实，太贵 必须结合潜水工程业务,声纳系统构成,声纳检测技术工作原理,声纳系统图像可以提供的信息有： 检测长度 标尺 声纳传感器俯仰角 声纳传感器滚动角 管渠的形状 管渠的缺陷,解决管道问题,根据检测的目的不同，管道内窥检测可分为排水管道功能性检测和排水管道结构性检测两大类： 1）排水管道功能性检测，主要是以检查管道排水功能为目的的检测，一般检测管道的有效过水断面，并将管道实际过流量与设计流量进行比较，以确定管道的功能性状况。对于这类检测出来的问题一般可通过日常养护等手段进行解决。 2）排水管道结构性检测，主要是以检查管道材料结构现状为目的的检测，这类检测主要了解管道的结构现状以及连接状况，通过综合评估后确定管道对地下水资源及市政设施是否带来影响。对于这类结构性问题被检测出来后一般需要通过修复的手段来解决。,CCTV管道检测流程及步骤,检测的对象应包括污水、雨水、合流等管道以及附属设施。管道检测按任务可分为普查、紧急应对检测、竣工验收确认检测、交接确认检测、来自其他工程的影响检测和其他检测六类。,* 检测周期应符合下表的规定：,CCTV管道检测流程及步骤,* 管道检测周期表,CCTV检测流程,管道检测的基本程序宜包括：搜集资料；现场踏勘；管道封堵、抽水；管道清洗；现场检测；影响判读与编辑，编写检测报告；成果验收。,CCTV检测流程,一、管道检测前收集的资料应有下列内容： 1. 已有排水管线图 2. 管道的竣工图或施工图等技术资料 3. 已有管道检测资料 4. 评估所需的资料,CCTV检测流程,二、现场踏勘应有下列内容： 1. 查看测区的地物、地貌、交通和管道分布情况 2. 开井目视检查管道的水位、积泥等情况 3. 核对所有搜集资料中的管位、管径、材质等,CCTV检测流程,三、管道封堵和抽水：,CCTV检测流程,封堵方式,CCTV检测流程,注意事项： 将气囊塞入管道进行封堵时，气囊位置的管道要证无石块，淤泥等障碍物，防止封堵后刺破气囊或气囊滑动。 气囊封堵时，气囊内的气压要保证一定的气压值。 气囊封堵完成后，要注意与气囊连接的绳索的固定，最好固定在地上部分。 作业过程中要注意气囊有无漏气发生（可用气压便检测）防止意外发生。 封堵后，最好用污水泵对管内污水进行排出。,管道封堵，人员下井注意事项,硫化氢气体： 硫化氢有腐败鸡蛋的味道，浓度低时人能闻到，高浓度时嗅觉神经中枢被麻痹而不能感觉到。 密度大于空气 易溶于水 吸入高浓度的硫化氢在数十秒内昏倒，甚至死亡 防止措施： 不轻易下井，使用检测仪，通风保证，射水车冲洗管道，下井要带安全绳 下水道窖井盖被炸飞.flv,CCTV检测流程,四、管道清洗： 通常在对管道进行结构性检测或管道内障碍物影响到管道机械人行进时，会对管道进行清洗。 使用设备为：高压清洗车 适当的清洗会使管道检测更顺畅，效果更清晰。,CCTV检测流程管道CCTV检测,五、管道CCTV检测： (一)现场管道检测应包括下列内容 仪器设备的自检 设立安全标志 管道实地检测与判读 检测完成后应及时清理现场，保养设备,CCTV检测流程管道CCTV检测,(二) 检测方法 在对每一段管道开拍前，必须先拍摄看板图像，看板上应写明道路或被检对象所在地名称、起点和终点编号、属性、管径以及时间等。 爬行器的行进方向应与水流方向一致。 管径小于等于200mm时，直向摄影的行进速度不宜超过0.1m/s；大于200mm时，直向摄影的行进速度不宜超过0.15m/s。 圆形或矩形排水管道摄像镜头移动轨迹应在管道中轴线上，蛋形管道摄像镜头移动轨迹应在管道高度三分之二的中央位置，偏离不应大于10% 。 摄像机进入管道起始位置时，必须将电缆计数测量仪归零。,CCTV检测流程管道CCTV检测,电缆上应有距离刻度标记，每一段检测完成后，应计算电缆计数测量仪的修正值。 在起始位置应根据需要输入路段（位置）名、起止点检查井编号、管径、属性等内容。 直向摄影时，图像横向必须保持正向水平，中途不应改变拍摄角度和焦距。 侧向摄影时，爬行器必须停止，同时变动拍摄角度和焦距以获得最佳图像。 对各种缺陷、特殊结构和检测状况应作详细判读、量测和记录。,CCTV检测流程管道CCTV检测,注意事项： 电视检测时管内水位不宜大于直径的30% 。 以查明结构状况为目的的电视检测，在检测前应对管道进行疏通清洗。 封堵管道应符合现行的行业标准城镇排水管渠与泵站维护技术规程CJJ/T68的有关规定。,CCTV检测流程管道CCTV检测,(三) 现场安装流程 1. 安装CCTV检测设备 安装主要是把CCTV检测设备的 各个部件组装起来，包括轮胎、车体、升降架、摄像头、控制系统、显示系统、线缆盘等。组装好的设备需要在地面进行调试，确保设备的参数设置及运行都处于正常状态。根据管道情况调节好升降架高度，对看板上的管道信息或井口编号进行拍摄。,CCTV检测流程管道CCTV检测,2. 下井 爬行车整体的重量比较重，放下井底时需要提绳和提升工具相配合。可以派工人在井底接放仪器，也可以用提升架直接放入井底。在上下井口安装好护线滑轮。,CCTV检测流程管道CCTV检测,3. 井下检测 小车放入井口后，线缆盘需要把线收紧， 把电缆计数器归零，如果是连续管道， 也可以设置成上一管道结束时的里程 作为起点，保证录像的延续性。 小车的爬行爬行速度根据管径大小、 轮胎大小进行适当的控制。小车在管道底部爬行，需要保证位置水平，在行进过程中不能调整焦距。对管道侧面进行拍摄时，根据需要调整灯光强度、焦距保证拍摄质量。,CCTV检测流程管道CCTV检测,遇到特殊情况，请停止检测，或等检测条件满足后再继续检测。 根据需要控制录像的摄制、暂停、终止，必要时对管道情况进行拍照。在拍摄过程中，对管道进行适当的文本性标识说明。,CCTV检测流程管道CCTV检测,4. 设备回收 检测结束后，对爬行车进行回收，回收装置有手动收线和电动收线装置，回收过程中注意保持速度以及小车在管道中的姿态，避免翻车。 查看下载管道录像，管道检测完成后，可以在控制器上直接检查回放录制的管道录像。,CCTV检测流程,设备清洗：对于雨水管道，在收线过程中可以用布或者擦拭纸把线缆擦拭干净。对于污水管道或者雨污河流的管道除擦拭干净之外，必要时需要把线缆盘全线清洗，以防对线缆机器的腐蚀。经常清除长度计量轮的污垢，防止长度计量错误。 5. 编写报告 根据录像回放、现场记录、以及规范要求编写管道检测报告。,CCTV检测流程注意事项,(四) 注意事项 有下列情形之一的应中止检测： 爬行器无法行走；有障碍物-水、泥、垃圾 镜头沾有水沫、泥浆等影响图像质量； 镜头入水； 管道充满雾气。 人只能在窨井，不要轻易进管道 详细注意事项见：上海市排水管道检测技术规程,CCTV检测流程检测报告,(五) 检测报告书 报告书应突出重点、文理通顺、表达清楚、结论明确。 检测报告书应包括下列内容： 工程概括：工程的依据、目的和要求、工程的地理位置、地质条件、检测时天气和环境、开竣工日期、实际完成的