城市排水管道电视检测(CCTV)技术的应用和探讨

城市排水管道电视检测(CCTV)技术的应用和探讨摘要:本文介绍了管道电视检测（CCTV）技术的工作原理、工作对象、工作程序，详细论述了检测影像判读及管道评估计算方法，并以广州市某区城中村雨污分流改造项目排水为例介绍了管道电视检测技术的应用及效果，并对该项技术存在的问题进行探讨。关键词:电视检测（CCTV）；城市排水管道管道电视检测（CCTV）技术起源于二十世纪五十年代，随着科学技术的不断进步，特别是计算机技术的高速发展，该项技术得到了广泛的发展，到八十年代已趋于成熟。该检测方法分自走式和牵引式，目前自走式技术日趋成为市场主流，其设备主要生产商有IBAK、PerAarsleffA/S、Telespec、Pearpoint、Radiodetection等公司。在我国近几年CCTV管道检测得到了大力发展，尤其是随着国家对城市排水管道设施等基础设施投入力度不断加大，人们环保意识不断增强，城市排水管道的管理维护等得到重视，CCTV管道内窥检测技术也将会得到广泛的发展。1、管道电视检测（CCTV）工作原理CCTV为英语ClosedCircuitTelevision的简称，也称闭路电视系统，即通过摄像爬行器对管道内部进行全程摄像检测，对管道内的结构性和功能性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，对管道现状进行分析、评估，有效地查明管道内部破损、淤积和腐蚀状况，科学全面地了解管道的现状，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。管道电视检测系统是由三部分组成：带摄像镜头的“机器人”爬行器、操纵线缆架、主控器：○1摄像爬行器：运用爬行器将摄像设备推进至管道内部，由摄像头拍摄管道内部影像，并适时将影像传送至控制台；○2控制线缆：负责传送爬行设备指令、适时影像数据；○3主控器：CCTV核心操作系统，负责发出控制指令，如爬行系统前行、倒退、摄像系统灯光等；接受影像数据并将影像数据储存至存储设备。图1为常用的CCTV检测设备示意图。图1：CCTV爬行器和控制系统示意图2、管道电视检测（CCTV）工作对象管道电视检测系统检测的对象包括污水、雨水、雨污合流管道(渠箱)以及附属设施。管道检测任务可分为普查、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共六类。3、管道电视检测（CCTV）工作程序检测工作程序包括：收集资料、现场勘察、编制方案、现场检测、资料处理、编制报告。实际工作中，根据工程量的大小和具体要求，这些程序可做适当修改或补充。为了更加充分地反映管道的实际情况，CCTV检测前应对所检管道进行预处理，如封堵、吸污、清洗、抽水等，检测时应设立施工现场围栏和安全标志，必要时须按照道路交通管理部门的指示封闭道路后再作业。4、管道电视检测（CCTV）介绍管道电视检测（CCTV）的一项关键内容就是对影像数据信息的判读，确定管道内部有无缺陷、缺陷的种类、等级和数量。目前，广州地区尚未统一该项目检测的标准规范，检测时，大多采用《广州市市政园林局公共排水管道电视、声纳和激光检测评估技术规程（试行）》作为检评依据。4.1缺陷种类管道的缺陷主要分结构性缺陷和功能性缺陷。结构性缺陷是指管道还没投入使用、或投入运行后因管材质量或外部压力、外部影响和人为改变等原因导致的缺陷，常见的缺陷有：破裂、变形、接口错位、接口脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接、异物侵入等9种，其评定结果用管道修复指数（RI）表示；功能性缺陷是指管道在运行过程中，由于内部介质产生物理的或化学的变化、外部物质浸入等而导致的缺陷，常见的缺陷有：沉积、结垢、障碍物、树根、积水、封堵、浮渣等7种，其评定结果用管道养护指数（MI）表示。4.2缺陷位置表述-时钟表示法时钟表示法：以顺时针时钟位置表示该缺陷点在管道的圆周上的分布。时钟表示的四位数字是指缺陷所在的截面位置。前面两位表示从几点（正点小时）位置，后两位表示到几点（正点小时）位置。如果缺陷处在某一点上就用00代替前两位，后两位数字表示缺陷点位。举例见图2。图2：时钟法示意图图中：左图表示管道环向3点至9点位置存在缺陷点位，右图表示管道环向9点至3点位置存在缺陷点位。4.3管道缺陷等级4.3.1结构性缺陷分类等级表1.结构性状况评定和修复建议修复指数 RI＜4 4≤RI＜7 RI≥7等级 一级 二级 三级结构状况总体评价 无或有少量管道损坏，结构状况总体较好，可对损坏管道作点状修理或不修复。 有较多管道损坏，结构状况总体一般，对损坏管道可做点状修理或者缺陷管段整套修复。 大部分管道已损坏，结构状况总体较差，可作更新改造。管段修复建议 点状修理或不修复。 点状修理或缺陷管段整体修复。 整段紧急修复或翻新。4.3.2功能性缺陷分类等级表2.功能性状况评定和养护建议养护指数 MI＜4 4≤MI＜7 MI≥7等级 一级 二级 三级功能状况总体评价 无或有少量管道局部超过允许淤积标准，功能状况总体较好。 有较多管道超过允许淤积标准，功能状况总体一般。 大部分管道超过允许淤积标准，功能状况总体较差。管道养护建议 不养护 局部养护 整体养护4.4管道现状评估计算方法4.4.1评估计算方法的一般规定①根据检测记录，对被测管道状况进行评估。②在同一处出现两种以上缺陷时，加权求和。③在一米范围内出现两种以上缺陷时，加权求和。④管道评估以管段为最小评估单位，对多个管段或区域应作总体评估。⑤管道评估工作宜采用计算机软件评估系统进行。4.4.2结构性状况评估计算方法结构性缺陷参数F按以下公式计算○1当S40,F=10其中损毁状况系数（公式1）式中，L—被评管道总长度（m）Li—各缺陷长度或者个数Pi—第i个缺陷权重，查表3可得n1——结构缺陷处总个数表3.结构性缺陷等级权重○2地区重要性参数K，根据表4确定：表4.地区重要性参数K表5.管道重要性参数E依据RI的值大小按表1的规定进行等级确定和状况评估。4.4.3功能性状况评估功能性缺陷参数G按以下公式计算：○1当Y40时，G=10式中运行状况系数Y按下式计算：（公式3）式中，L—被评管道总长度（m）Li—各缺陷长度或者个数Pi—第i个缺陷权重，查表6可得n2—功能缺陷总个数表6.功能性缺陷等级权重○2确定地区重要性参数K，应符合下表规定：表7.地区重要性参数依据MI的值大小按表2的规定进行等级确定和状况评估5、管道电视检测（CCTV）应用实例以下为广州某区某城中村雨污分流改造工程的排水管道Wx-Wy管段的缺陷图片：(管径DN500、设计长度50米)备注 沉积最高处占截面高度约10%，属硬质沉积物（碎石）。结构性状况评估和功能性状况评估计算过程：①根据以上图片判断缺陷等级，查表3、表6得对应缺陷等级的权重：结构性缺陷为破裂4.00、变形2.00、脱节3.00、渗漏3.00；功能性缺陷为积水0.05、沉积0.25。②根据公式1和公式3计算得S=24，Y=4.18。③根据所得的S和Y，判定计算得F=0.25S=6，G=0.25Y=1.05。④且已知K=3、E=0、T=0并根据公式2和公式4计算得修复指数RI=4.5，养护指数MI=1.29。⑤最后根据表1和表2，该管道结构性状况评估为二级，功能性状况评估为一级。6、问题和建议①在检测过程中，由于检测前未充分做好清淤工作，从而导致管道积水沉积，有可能掩盖了管道底部的其他缺陷，致使CCTV检测无法正确评定管道的真实情况。因此，应加强检测前的管道预处理工作，若检测条件较差，必要时可以辅以声纳检测等其他检测方法加以判定。②对于下井辅助检测的相关人员必须佩戴安全帽和系上安全绳，井上设置安全警示标志，同时应派专人进行安全监护且不得擅离值守，如若需要爬入管内必须佩戴口罩并用鼓风机往管道鼓风。每次检测前必须提前半小时打开被检井盖通风，对于已使用的管道进行检测时必须用有毒有害气体探测仪对管道内气体进行探测，合格（井下的空气含氧量不得低于19.5%，其他气体含量应符合CJJ6-2009的相关规定）后方可下井作业。7、结语管道电视检测（CCTV）技术为城市排水管道现状检测提供了最为直观、快速、经济的解决方案，为城市管道系统的改造和修复提供了全面、准确、科学的依据，为城市地理信息建设提供了丰富、详实的数据资料，是城市管线管理和维护技术的一个质的飞跃。该项技术除应用于城市排水管道和其他专业管道的内部状况检测外，还可以应用于抢险救灾、考古等其他广泛的领域，不仅为政府节约了大量资金，同时也减少对城市人民正常生活秩序的影响，获得了良好经济效益和社会效益。我们有理由相信，随着人们环保意识的增强，非开挖技术的成熟发展及相应政策与法规的出台，CCT