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排水管道的电视检测及管道状态的评估方法

【概要描述】摘要:随着国家对水环境保护的重视,城镇排水管道的建设总量不断增加,相应的一部分管道设施开始进入老龄化,需要进行及时的养护和修复。本文采用非开挖无损伤的手段对排水管道进行电视检测的技术进行说明,并就采用该检测结果对管道的功能状态进行评估的技术方法进行阐述,提出了对排水管道进行预防性修理的必要性。关键词:排水管道电视检测管道状态评估方法预防性修理一.前言  伴随着城市交通设施——道路、桥梁以及地下轨道交通等的建设,用于保护公共水域水质和城市公共环境的排水设施,近年来也有了很大的发展,排水管道的建设总量也逐年增加,与此同时,一部分排水管道设施开始进入老龄化。为了确保管道设施处于正常的工作状态,需要进行及时的养护和修复。如何及时发现存在于排水管道内部的破损现象,并采取有效的措施进行修复,成为摆在我们面前的一大课题。  本文采用非开挖无损伤手段对排水管道进行电视检测的技术进行说明,并就采用该检测结果对管道的功能状态进行评估的技术方法进行阐述,提出了对排水管道进行预防性修理的必要性。二.排水管道电视检测的方法以及一般要求  伴随着科技的不断进步,对排水管道的检测方法也由以前的潜水员探摸等原始的方法,逐渐向先进的闭路电视检测法过渡。排水管道电视检测是采用一个闭路电视系统(ClosedCircuitTelevision),通过控制在管道内行走的机器人摄像头远程采集图像,并通过有线传输方式,把图像进行显示和记录的集成系统。一般简称为管道CCTV检测系统。2.1管道CCTV检测的方法和工序  在采用CCTV检测系统对管道进行检测时,需要事先对管道进行必要的抽水和清洗,以确保检测工作的正常进行。具体实施检测时,有如下的要求。  (1)电视检测时管内水位不宜大于直径的20%。  (2)对管道进行疏通清洗,管道内壁应无泥土覆盖。  (3)在进行管道封堵作业时,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的有关作业安全等的规定。  (4)有下列情形之一的应中止检测:爬行器无法行走;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。  管道CCTV检测一般由检测小组的成员共同完成,在确保交通安全的情况下,打开井盖对管道情况进行基本确认后,并对管道内部的毒气和可燃性气体进行检测之后,方能开始进行检测。管道CCTV检测工作的概况如图-1所示。  图—1排水管道CCTV检测工作概况图  具体的检测工作有内业和外业构成。内业工作又分为二部分,一部分是检测工作进行之前,首先要收集本次需检测管道的相关信息资料,如竣工图等,然后对CCTV检测设备进行性能确认,确保在工地能够正常工作。还有一部分是检测之后,需要对检测结果进行整理和分析,并归纳制作成检测报告书。外业工作是确保安全的情况下,在现场对管道内部实施CCTV电视检测工作。CCTV调查工作的基本工作程序如图-2所示。  图-2CCTV调查工作的基本工作程序2.2检测结果的归纳和整理  整个检测工程结束后,需要编写检测报告书。检测报告书应根据检测的实际情况,文字应尽量做到突出重点、文理通顺、表达清楚、结论明确。  检测报告书一般包括如下的内容:  (1)工程的概括: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、实际完成的工作量、工程组织情况等;  (2)技术措施:各工序作业的标准依据、采用的仪器和技术方法;  (3)现场的原始记录:在现场进行检测施工时发现的问题等各种原始记录表、评估记录;  (4)评估与建议:管道状况整体评估、整改建议;  (5)质量保证措施:各工序质量的控制情况;  (6)附图:根据必要,画出缺陷分布图、沉积状况纵断面图等;  (7)其他:应说明的问题及处理措施。  录像光盘也是检测结果的重要资料之一,根据拍摄的实际情况来制作。在光盘封面上写明工程的名称、管段编号及检测单位等相关要素。  检测报告书和录像光盘是反映管道内部情况的主要资料,是管道竣工验收和日常养护的重要依据,因此,通过检测工作能够客观实际的反映出管道的问题,从而为管道施工方和管理方提供准确的管道信息。三.排水管道功能性和结构性情况的评估  根据在现场对排水管道进行CCTV电视检测工作得到的结果,对管道的现状进行评估。评估分为功能性情况和结构性情况的评估,一般规定在同一处有两种以上缺陷同时出现时,权重求和;在一米范围内两种以上缺陷同时出现时,权重求和。管道评估工作一般采用计算机软件评估系统进行,以管段为最小评估单位。在对多个管段或辖区检测时,列出各评估等级管段数量占全部管段数量的比例。功能性情况评估和结构性情况评估分别是对管道畅通程度和管道构造完好程度的评估。3.1管道功能性情况的评估方法  根据日常养护中所遇到的各类管道病害和缺陷的情况,管道功能性情况评估包括沉积、结垢、障碍物、树根、洼水、坝头、浮渣共7种。在现场对管道检测后,对管道内部的各类功能性情况根据缺陷的定义进行分类,并按照轻重情况确定其等级,计算每一段管道的养护指数MI。每个功能性缺陷的代码,缺陷定义以及等级数量如表-1所示。  为了求得每一段管道养护指数MI,对管道的功能性情况进行评估,需要对该段管道的功能性缺陷参数G,地区重要性参数K,管道重要性参数E等进行确定,具体的计算方法如下所述。表-1功能性缺陷的代码、类型和等级数缺陷名称代码缺陷定义等级数量沉积CJ管道水中的有机或无机物,在管道底部沉积,形成了减少管道横截面面积的沉积物。3结垢JG管道水中的污物,附着在管道内壁上,形成了减少管道横截面面积的附着堆积物。3障碍物ZW管道内坚硬的杂物,如石头、柴枝、树枝、遗弃的工具、破损管道的碎片等。3树根SG单根树根或是树根群自然生长进入管道。3洼水WS管道因沉降等因素形成水洼。按实际水深减去正常水位占管道内径的百分比记入检测记录表。交接确认管检测时,按结构性缺陷评估。百分比或3坝头BT残留在管道内的封堵材料。3浮渣FZ管道内水面上的漂浮物。该缺陷不参与MI(养护指数)计算。3  (1)功能性缺陷参数G  按公式1或公式2计算。  当Y<40时,G=0.25×Y(公式1)  当Y>40时,G=10(公式2)  式中L--被评估管道的总长度(m);  Li—第i处缺陷纵向长度(m)(以个为计量单位时,1个相当于纵向长度1米);  Pi—第i处缺陷权重,查表-2获得;  n2——功能缺陷处总个数。表-2功能性缺陷权重和计量单位缺陷代码、名称缺陷等级计量单位1     2      3      CJ沉积JK结垢ZW障碍物SG树根WS洼水BT坝头FZ浮渣0.05  0.25   1.00   0.15  0.75   3.00   0.00  3.00   6.00   0.15  0.75   3.00   0.01  0.05   0.20   0.50  3.00   6.00不参与MI(养护指数)评估计算米个(环向)或米(纵向)个个米个米 (2)确定地区重要性参数K  按照表-3的规定进行计算。表-3地区重要性参数KK值适用范围10中心商业及旅游区域6交通干道和其它商业区域。3其它行车道路0所有其它区域或G﹤4时  (3)管道重要性参数E  根据管道的口径,按下列规定确定管道重要性参数E。  E=10管道直径﹥1500㎜  E=6管道直径在1000㎜及1500㎜之间  E=3管道直径在600㎜及1000㎜之间  E=0管道直径﹤600㎜或F﹤4  (4)管道养护指数MI  按公式4计算:  MI=0.8×G+0.15×K+0.05×E(公式4)  (5)功能状况评价  依据MI值的大小按表-4的规定进行等级确定和功能状况评估,并提出管道养护的建议。表-4管道功能性状况评定和养护建议养护指数MI<44≤MI<7MI≥7等级一级二级三级功能状况总体评价等级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。管道养护方案不养护或局部养护局部或全面养护全面养护 3.2管道结构性情况的评估方法  根据日常养护中所遇到的各类管道病害和缺陷的情况,管道结构性情况评估包括破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接、异物侵入共9种。在现场对管道检测后,对管道内部的各类结构性情况根据缺陷的定义进行分类,并按照轻重情况确定其等级,计算每一段管道修复指数RI。每个结构性缺陷的代码,缺陷定义以及等级数量如表-5所示。  为了求得每一段管道修复指数RI,对管道的结构性情况进行评估,需要对该段管道的结构性缺陷参数F,地区重要性参数K,管道重要性参数E和土质影响参数T值等进行确定,具体的计算方法如下所述。表-5结构性缺陷的代码、类型和等级数缺陷名称代码缺陷定义等级数量破裂PL管道的外部压力超过自身的承受力致使管材发生破裂。其形式有纵向、环向和复合三种。4变形BX管道的原样被改变(只适用于柔性管)。变形比率=(原内径-最大变形内径)÷原内径3错位CW两根管道的套口接头偏离,未处于管道的正确位置。邻近的管道看似“半月形”。4脱节TJ两根管道的接头未充分推进或脱离。邻近的管道看似“全月形”。4渗漏SL来源于地下的(按照不同的季节)或来自于邻近漏水管的水从管壁、接口及检查井壁流出。4腐蚀FS管道内壁受到有害物质的腐蚀或管道内壁受到磨损。管道常水位上部的腐蚀来自于排水管道中的腐蚀物所造成的腐蚀。3胶圈脱落JQ管道接口材料,如橡胶圈、沥青、水泥等填缝材料脱落。3支管暗接AJ支管未通过检查井直接接入主管。4异物侵入QR非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。3  1.结构性缺陷参数F  按公式5或公式6计算。  当S<40时,F=0.25×S(公式5)  当S>40时,F=10(公式6)  式中损坏状况系数S按公式7计算。  式中L—被评估管道的总长度(m);  Li—第i处缺陷纵向长度(m)(以个为计量单位时,1个相当于纵向长度1米);  Pi—第i处缺陷权重,应查表-6获得;  n1——结构缺陷处总个数。表-6结构性缺陷等级权重和计量单位缺陷代码、名称缺陷等级计量单位1     2      3      4PL破裂BX变形CW错位TJ脱节SL渗漏FS腐蚀JQ胶圈脱落AJ支管暗接QR异物侵入0.20  1.00   4.00   12.000.10  0.50   2.00  0.15  0.75   3.00   9.000.15  0.75   3.00   9.000.15  0.75   3.00   9.000.15  4.75   9.00  0.05  0.25   1.00  不参与RI(修复指数)评估计算0.75  3.00   9.00  个(环向)或米(纵向)个(环向)或米(纵向)个个个或米米个个个  (2)地区重要性参数K和管道的口径大小重要性参数E  计算方法和功能性状况评估一致。(详见表-3)  (3)土质影响参数T值  根据已有的地质资料或已掌握管道周围的土质情况,按表-7的规定确定土质影响参数T值。表-7管道周围的土质影响参数T土质一般土层或F=0粉砂层T值010  (4)管道修复指数RI  按公式8计算。  RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T(公式8)  (5)结构状况评价  依据RI值的大小按表-8的规定进行等级确定和结构状况评价,并提出管道修复的建议。表-8管道结构性状况评定和修复建议修复指数RI<44≤RI<7RI≥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。有较多管道损坏或个别处出现中等或严重的缺陷,结构状况总体一般。大部分管道已损坏或个别处出现重大缺陷。管道修复方案不修复或局部修复局部或整体修复紧急修复或翻新 四.结束语  近年来,随着我国对排水管道养护检查和排水防汛工作的重视,排水管道电视检测技术以其安全、科学和有效的手段,在一些城市开始了使用,同时也为排水管道的竣工验收、日常养护和修理提供了依据。排水管道电视检测技术的运用,可以更及时

排水管道的电视检测及管道状态的评估方法

【概要描述】摘要:随着国家对水环境保护的重视,城镇排水管道的建设总量不断增加,相应的一部分管道设施开始进入老龄化,需要进行及时的养护和修复。本文采用非开挖无损伤的手段对排水管道进行电视检测的技术进行说明,并就采用该检测结果对管道的功能状态进行评估的技术方法进行阐述,提出了对排水管道进行预防性修理的必要性。关键词:排水管道电视检测管道状态评估方法预防性修理一.前言  伴随着城市交通设施——道路、桥梁以及地下轨道交通等的建设,用于保护公共水域水质和城市公共环境的排水设施,近年来也有了很大的发展,排水管道的建设总量也逐年增加,与此同时,一部分排水管道设施开始进入老龄化。为了确保管道设施处于正常的工作状态,需要进行及时的养护和修复。如何及时发现存在于排水管道内部的破损现象,并采取有效的措施进行修复,成为摆在我们面前的一大课题。  本文采用非开挖无损伤手段对排水管道进行电视检测的技术进行说明,并就采用该检测结果对管道的功能状态进行评估的技术方法进行阐述,提出了对排水管道进行预防性修理的必要性。二.排水管道电视检测的方法以及一般要求  伴随着科技的不断进步,对排水管道的检测方法也由以前的潜水员探摸等原始的方法,逐渐向先进的闭路电视检测法过渡。排水管道电视检测是采用一个闭路电视系统(ClosedCircuitTelevision),通过控制在管道内行走的机器人摄像头远程采集图像,并通过有线传输方式,把图像进行显示和记录的集成系统。一般简称为管道CCTV检测系统。2.1管道CCTV检测的方法和工序  在采用CCTV检测系统对管道进行检测时,需要事先对管道进行必要的抽水和清洗,以确保检测工作的正常进行。具体实施检测时,有如下的要求。  (1)电视检测时管内水位不宜大于直径的20%。  (2)对管道进行疏通清洗,管道内壁应无泥土覆盖。  (3)在进行管道封堵作业时,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的有关作业安全等的规定。  (4)有下列情形之一的应中止检测:爬行器无法行走;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。  管道CCTV检测一般由检测小组的成员共同完成,在确保交通安全的情况下,打开井盖对管道情况进行基本确认后,并对管道内部的毒气和可燃性气体进行检测之后,方能开始进行检测。管道CCTV检测工作的概况如图-1所示。  图—1排水管道CCTV检测工作概况图  具体的检测工作有内业和外业构成。内业工作又分为二部分,一部分是检测工作进行之前,首先要收集本次需检测管道的相关信息资料,如竣工图等,然后对CCTV检测设备进行性能确认,确保在工地能够正常工作。还有一部分是检测之后,需要对检测结果进行整理和分析,并归纳制作成检测报告书。外业工作是确保安全的情况下,在现场对管道内部实施CCTV电视检测工作。CCTV调查工作的基本工作程序如图-2所示。  图-2CCTV调查工作的基本工作程序2.2检测结果的归纳和整理  整个检测工程结束后,需要编写检测报告书。检测报告书应根据检测的实际情况,文字应尽量做到突出重点、文理通顺、表达清楚、结论明确。  检测报告书一般包括如下的内容:  (1)工程的概括: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、实际完成的工作量、工程组织情况等;  (2)技术措施:各工序作业的标准依据、采用的仪器和技术方法;  (3)现场的原始记录:在现场进行检测施工时发现的问题等各种原始记录表、评估记录;  (4)评估与建议:管道状况整体评估、整改建议;  (5)质量保证措施:各工序质量的控制情况;  (6)附图:根据必要,画出缺陷分布图、沉积状况纵断面图等;  (7)其他:应说明的问题及处理措施。  录像光盘也是检测结果的重要资料之一,根据拍摄的实际情况来制作。在光盘封面上写明工程的名称、管段编号及检测单位等相关要素。  检测报告书和录像光盘是反映管道内部情况的主要资料,是管道竣工验收和日常养护的重要依据,因此,通过检测工作能够客观实际的反映出管道的问题,从而为管道施工方和管理方提供准确的管道信息。三.排水管道功能性和结构性情况的评估  根据在现场对排水管道进行CCTV电视检测工作得到的结果,对管道的现状进行评估。评估分为功能性情况和结构性情况的评估,一般规定在同一处有两种以上缺陷同时出现时,权重求和;在一米范围内两种以上缺陷同时出现时,权重求和。管道评估工作一般采用计算机软件评估系统进行,以管段为最小评估单位。在对多个管段或辖区检测时,列出各评估等级管段数量占全部管段数量的比例。功能性情况评估和结构性情况评估分别是对管道畅通程度和管道构造完好程度的评估。3.1管道功能性情况的评估方法  根据日常养护中所遇到的各类管道病害和缺陷的情况,管道功能性情况评估包括沉积、结垢、障碍物、树根、洼水、坝头、浮渣共7种。在现场对管道检测后,对管道内部的各类功能性情况根据缺陷的定义进行分类,并按照轻重情况确定其等级,计算每一段管道的养护指数MI。每个功能性缺陷的代码,缺陷定义以及等级数量如表-1所示。  为了求得每一段管道养护指数MI,对管道的功能性情况进行评估,需要对该段管道的功能性缺陷参数G,地区重要性参数K,管道重要性参数E等进行确定,具体的计算方法如下所述。表-1功能性缺陷的代码、类型和等级数缺陷名称代码缺陷定义等级数量沉积CJ管道水中的有机或无机物,在管道底部沉积,形成了减少管道横截面面积的沉积物。3结垢JG管道水中的污物,附着在管道内壁上,形成了减少管道横截面面积的附着堆积物。3障碍物ZW管道内坚硬的杂物,如石头、柴枝、树枝、遗弃的工具、破损管道的碎片等。3树根SG单根树根或是树根群自然生长进入管道。3洼水WS管道因沉降等因素形成水洼。按实际水深减去正常水位占管道内径的百分比记入检测记录表。交接确认管检测时,按结构性缺陷评估。百分比或3坝头BT残留在管道内的封堵材料。3浮渣FZ管道内水面上的漂浮物。该缺陷不参与MI(养护指数)计算。3  (1)功能性缺陷参数G  按公式1或公式2计算。  当Y<40时,G=0.25×Y(公式1)  当Y>40时,G=10(公式2)  式中L--被评估管道的总长度(m);  Li—第i处缺陷纵向长度(m)(以个为计量单位时,1个相当于纵向长度1米);  Pi—第i处缺陷权重,查表-2获得;  n2——功能缺陷处总个数。表-2功能性缺陷权重和计量单位缺陷代码、名称缺陷等级计量单位1     2      3      CJ沉积JK结垢ZW障碍物SG树根WS洼水BT坝头FZ浮渣0.05  0.25   1.00   0.15  0.75   3.00   0.00  3.00   6.00   0.15  0.75   3.00   0.01  0.05   0.20   0.50  3.00   6.00不参与MI(养护指数)评估计算米个(环向)或米(纵向)个个米个米 (2)确定地区重要性参数K  按照表-3的规定进行计算。表-3地区重要性参数KK值适用范围10中心商业及旅游区域6交通干道和其它商业区域。3其它行车道路0所有其它区域或G﹤4时  (3)管道重要性参数E  根据管道的口径,按下列规定确定管道重要性参数E。  E=10管道直径﹥1500㎜  E=6管道直径在1000㎜及1500㎜之间  E=3管道直径在600㎜及1000㎜之间  E=0管道直径﹤600㎜或F﹤4  (4)管道养护指数MI  按公式4计算:  MI=0.8×G+0.15×K+0.05×E(公式4)  (5)功能状况评价  依据MI值的大小按表-4的规定进行等级确定和功能状况评估,并提出管道养护的建议。表-4管道功能性状况评定和养护建议养护指数MI<44≤MI<7MI≥7等级一级二级三级功能状况总体评价等级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。管道养护方案不养护或局部养护局部或全面养护全面养护 3.2管道结构性情况的评估方法  根据日常养护中所遇到的各类管道病害和缺陷的情况,管道结构性情况评估包括破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接、异物侵入共9种。在现场对管道检测后,对管道内部的各类结构性情况根据缺陷的定义进行分类,并按照轻重情况确定其等级,计算每一段管道修复指数RI。每个结构性缺陷的代码,缺陷定义以及等级数量如表-5所示。  为了求得每一段管道修复指数RI,对管道的结构性情况进行评估,需要对该段管道的结构性缺陷参数F,地区重要性参数K,管道重要性参数E和土质影响参数T值等进行确定,具体的计算方法如下所述。表-5结构性缺陷的代码、类型和等级数缺陷名称代码缺陷定义等级数量破裂PL管道的外部压力超过自身的承受力致使管材发生破裂。其形式有纵向、环向和复合三种。4变形BX管道的原样被改变(只适用于柔性管)。变形比率=(原内径-最大变形内径)÷原内径3错位CW两根管道的套口接头偏离,未处于管道的正确位置。邻近的管道看似“半月形”。4脱节TJ两根管道的接头未充分推进或脱离。邻近的管道看似“全月形”。4渗漏SL来源于地下的(按照不同的季节)或来自于邻近漏水管的水从管壁、接口及检查井壁流出。4腐蚀FS管道内壁受到有害物质的腐蚀或管道内壁受到磨损。管道常水位上部的腐蚀来自于排水管道中的腐蚀物所造成的腐蚀。3胶圈脱落JQ管道接口材料,如橡胶圈、沥青、水泥等填缝材料脱落。3支管暗接AJ支管未通过检查井直接接入主管。4异物侵入QR非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。3  1.结构性缺陷参数F  按公式5或公式6计算。  当S<40时,F=0.25×S(公式5)  当S>40时,F=10(公式6)  式中损坏状况系数S按公式7计算。  式中L—被评估管道的总长度(m);  Li—第i处缺陷纵向长度(m)(以个为计量单位时,1个相当于纵向长度1米);  Pi—第i处缺陷权重,应查表-6获得;  n1——结构缺陷处总个数。表-6结构性缺陷等级权重和计量单位缺陷代码、名称缺陷等级计量单位1     2      3      4PL破裂BX变形CW错位TJ脱节SL渗漏FS腐蚀JQ胶圈脱落AJ支管暗接QR异物侵入0.20  1.00   4.00   12.000.10  0.50   2.00  0.15  0.75   3.00   9.000.15  0.75   3.00   9.000.15  0.75   3.00   9.000.15  4.75   9.00  0.05  0.25   1.00  不参与RI(修复指数)评估计算0.75  3.00   9.00  个(环向)或米(纵向)个(环向)或米(纵向)个个个或米米个个个  (2)地区重要性参数K和管道的口径大小重要性参数E  计算方法和功能性状况评估一致。(详见表-3)  (3)土质影响参数T值  根据已有的地质资料或已掌握管道周围的土质情况,按表-7的规定确定土质影响参数T值。表-7管道周围的土质影响参数T土质一般土层或F=0粉砂层T值010  (4)管道修复指数RI  按公式8计算。  RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T(公式8)  (5)结构状况评价  依据RI值的大小按表-8的规定进行等级确定和结构状况评价,并提出管道修复的建议。表-8管道结构性状况评定和修复建议修复指数RI<44≤RI<7RI≥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。有较多管道损坏或个别处出现中等或严重的缺陷,结构状况总体一般。大部分管道已损坏或个别处出现重大缺陷。管道修复方案不修复或局部修复局部或整体修复紧急修复或翻新 四.结束语  近年来,随着我国对排水管道养护检查和排水防汛工作的重视,排水管道电视检测技术以其安全、科学和有效的手段,在一些城市开始了使用,同时也为排水管道的竣工验收、日常养护和修理提供了依据。排水管道电视检测技术的运用,可以更及时

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摘要:随着国家对水环境保护的重视,城镇排水管道的建设总量不断增加,相应的一部分管道设施开始进入老龄化,需要进行及时的养护和修复。本文采用非开挖无损伤的手段对排水管道进行电视检测的技术进行说明,并就采用该检测结果对管道的功能状态进行评估的技术方法进行阐述,提出了对排水管道进行预防性修理的必要性。

关键词:排水管道 电视检测 管道状态 评估方法 预防性修理

一.前言

  伴随着城市交通设施——道路、桥梁以及地下轨道交通等的建设,用于保护公共水域水质和城市公共环境的排水设施,近年来也有了很大的发展,排水管道的建设总量也逐年增加,与此同时,一部分排水管道设施开始进入老龄化。为了确保管道设施处于正常的工作状态,需要进行及时的养护和修复。如何及时发现存在于排水管道内部的破损现象,并采取有效的措施进行修复,成为摆在我们面前的一大课题。

  本文采用非开挖无损伤手段对排水管道进行电视检测的技术进行说明,并就采用该检测结果对管道的功能状态进行评估的技术方法进行阐述,提出了对排水管道进行预防性修理的必要性。

二.排水管道电视检测的方法以及一般要求

  伴随着科技的不断进步,对排水管道的检测方法也由以前的潜水员探摸等原始的方法,逐渐向先进的闭路电视检测法过渡。排水管道电视检测是采用一个闭路电视系统(Closed Circuit Television),通过控制在管道内行走的机器人摄像头远程采集图像,并通过有线传输方式,把图像进行显示和记录的集成系统。一般简称为管道CCTV检测系统。

2.1管道CCTV检测的方法和工序

  在采用CCTV检测系统对管道进行检测时,需要事先对管道进行必要的抽水和清洗,以确保检测工作的正常进行。具体实施检测时,有如下的要求。

  (1)电视检测时管内水位不宜大于直径的20%。
  (2)对管道进行疏通清洗,管道内壁应无泥土覆盖。
  (3)在进行管道封堵作业时,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的有关作业安全等的规定。
  (4)有下列情形之一的应中止检测:爬行器无法行走;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。

  管道CCTV检测一般由检测小组的成员共同完成,在确保交通安全的情况下,打开井盖对管道情况进行基本确认后,并对管道内部的毒气和可燃性气体进行检测之后,方能开始进行检测。管道CCTV检测工作的概况如图-1所示。

图-1 排水管道CCTV检测工作概况图

  具体的检测工作有内业和外业构成。内业工作又分为二部分,一部分是检测工作进行之前,首先要收集本次需检测管道的相关信息资料,如竣工图等,然后对CCTV检测设备进行性能确认,确保在工地能够正常工作。还有一部分是检测之后,需要对检测结果进行整理和分析,并归纳制作成检测报告书。外业工作是确保安全的情况下,在现场对管道内部实施CCTV电视检测工作。CCTV调查工作的基本工作程序如图-2所示。

图-2 CCTV调查工作的基本工作程序

2.2检测结果的归纳和整理

  整个检测工程结束后,需要编写检测报告书。检测报告书应根据检测的实际情况,文字应尽量做到突出重点、文理通顺、表达清楚、结论明确。

  检测报告书一般包括如下的内容:

  (1)工程的概括: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、实际完成的工作量、工程组织情况等。
  (2)技术措施:各工序作业的标准依据、采用的仪器和技术方法。
  (3)现场的原始记录:在现场进行检测施工时发现的问题等各种原始记录表、评估记录。
  (4)评估与建议:管道状况整体评估、整改建议。
  (5)质量保证措施:各工序质量的控制情况。
  (6)附图:根据必要,画出缺陷分布图、沉积状况纵断面图等。
  (7)其他:应说明的问题及处理措施。

  录像光盘也是检测结果的重要资料之一,根据拍摄的实际情况来制作。在光盘封面上写明工程的名称、管段编号及检测单位等相关要素。

  检测报告书和录像光盘是反映管道内部情况的主要资料,是管道竣工验收和日常养护的重要依据,因此,通过检测工作能够客观实际的反映出管道的问题,从而为管道施工方和管理方提供准确的管道信息。

三.排水管道功能性和结构性情况的评估

  根据在现场对排水管道进行CCTV电视检测工作得到的结果,对管道的现状进行评估。评估分为功能性情况和结构性情况的评估,一般规定在同一处有两种以上缺陷同时出现时,权重求和;在一米范围内两种以上缺陷同时出现时,权重求和。管道评估工作一般采用计算机软件评估系统进行,以管段为最小评估单位。在对多个管段或辖区检测时,列出各评估等级管段数量占全部管段数量的比例。功能性情况评估和结构性情况评估分别是对管道畅通程度和管道构造完好程度的评估。

3.1管道功能性情况的评估方法

  根据日常养护中所遇到的各类管道病害和缺陷的情况,管道功能性情况评估包括沉积、结垢、障碍物、树根、洼水、坝头、浮渣共7种。在现场对管道检测后,对管道内部的各类功能性情况根据缺陷的定义进行分类,并按照轻重情况确定其等级, 计算每一段管道的养护指数MI。每个功能性缺陷的代码,缺陷定义以及等级数量如表-1所示。

  为了求得每一段管道养护指数MI,对管道的功能性情况进行评估,需要对该段管道的功能性缺陷参数G,地区重要性参数K,管道重要性参数 E等进行确定,具体的计算方法如下所述。

表-1 功能性缺陷的代码、类型和等级数

缺陷名称

代码

缺陷定义

等级数量

沉积

CJ

管道水中的有机或无机物,在管道底部沉积,形成了减少管道横截面面积的沉积物。

3

结垢

JG

管道水中的污物,附着在管道内壁上,形成了减少管道横截面面积的附着堆积物。

3

障碍物

ZW

管道内坚硬的杂物,如石头、柴枝、树枝、遗弃的工具、破损管道的碎片等。

3

树根

SG

单根树根或是树根群自然生长进入管道。

3

洼水

WS

管道因沉降等因素形成水洼。按实际水深减去正常水位占管道内径的百分比记入检测记录表。交接确认管检测时,按结构性缺陷评估。

百分比或3

坝头

BT

残留在管道内的封堵材料。

3

浮渣

FZ

管道内水面上的漂浮物。该缺陷不参与MI(养护指数)计算。

3

  (1)功能性缺陷参数G

  按公式1或公式2计算。
  当Y<40时,G = 0.25×Y (公式1)
  当Y>40时,G = 10 (公式2)
  式中 L--被评估管道的总长度(m);
  Li—第i处缺陷纵向长度(m)(以个为计量单位时,1个相当于纵向长度1米);
  Pi—第i处缺陷权重,查表-2获得;
  n2——功能缺陷处总个数。

表-2 功能性缺陷权重和计量单位

缺陷代码、名称

缺陷等级

计量单位

1      2       3      

CJ沉积
JK结垢
ZW障碍物
SG树根
WS洼水
BT坝头
FZ 浮渣

0.05   0.25    1.00   
0.15   0.75    3.00   
0.00   3.00    6.00   
0.15   0.75    3.00    
0.01   0.05    0.20   
0.50   3.00    6.00
不参与MI(养护指数)评估计算


个(环向)或米(纵向)




 (2)确定地区重要性参数K

  按照表-3的规定进行计算。

表-3 地区重要性参数K

K 值

适用范围

10

中心商业及旅游区域

6

交通干道和其它商业区域。

3

其它行车道路

0

所有其它区域或G﹤4时

  (3)管道重要性参数 E

  根据管道的口径,按下列规定确定管道重要性参数 E
  E=10 管道直径﹥1500㎜
  E=6 管道直径在1000㎜及1500㎜之间
  E=3 管道直径在600㎜及1000㎜之间
  E=0 管道直径﹤600㎜或F﹤4

  (4)管道养护指数MI

  按公式4计算:

  MI=0.8×G +0.15×K +0.05×E (公式4)

  (5)功能状况评价

  依据MI值的大小按表-4的规定进行等级确定和功能状况评估,并提出管道养护的建议。

表-4 管道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
评价等级

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。

管道养护方案

不养护或局部养护

局部或全面养护

全面养护

3.2 管道结构性情况的评估方法

  根据日常养护中所遇到的各类管道病害和缺陷的情况,管道结构性情况评估包括破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接、异物侵入共9种。在现场对管道检测后,对管道内部的各类结构性情况根据缺陷的定义进行分类,并按照轻重情况确定其等级,计算每一段管道修复指数RI。每个结构性缺陷的代码,缺陷定义以及等级数量如表-5所示。

  为了求得每一段管道修复指数RI,对管道的结构性情况进行评估,需要对该段管道的结构性缺陷参数F,地区重要性参数K,管道重要性参数 E和土质影响参数T值等进行确定,具体的计算方法如下所述。

表-5 结构性缺陷的代码、类型和等级数

缺陷名称

代码

缺陷定义

等级数量

破裂

PL

管道的外部压力超过自身的承受力致使管材发生破裂。其形式有纵向、环向和复合三种。

4

变形

BX

管道的原样被改变(只适用于柔性管)。变形比率=(原内径-最大变形内径)÷原内径

3

错位

CW

两根管道的套口接头偏离,未处于管道的正确位置。邻近的管道看似“半月形”。

4

脱节

TJ

两根管道的接头未充分推进或脱离。邻近的管道看似“全月形”。

4

渗漏

SL

来源于地下的(按照不同的季节)或来自于邻近漏水管的水从管壁、接口及检查井壁流出。

4

腐蚀

FS

管道内壁受到有害物质的腐蚀或管道内壁受到磨损。管道常水位上部的腐蚀来自于排水管道中的腐蚀物所造成的腐蚀。

3

胶圈脱落

JQ

管道接口材料,如橡胶圈、沥青、水泥等填缝材料脱落。

3

支管暗接

AJ

支管未通过检查井直接接入主管。

4

异物侵入

QR

非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。

3

  1.结构性缺陷参数F

  按公式5或公式6计算。
  当S<40时,F = 0.25×S (公式5)
  当S>40时,F = 10 (公式6)
  式中损坏状况系数S按公式7计算
  式中 L—被评估管道的总长度(m)
  Li—第i处缺陷纵向长度(m)(以个为计量单位时,1个相当于纵向长度1米)
  Pi—第i处缺陷权重,应查表-6获得
  n1——结构缺陷处总个数

表-6 结构性缺陷等级权重和计量单位

缺陷代码、名称

缺陷等级

计量单位

1      2       3       4

PL破裂
BX变形
CW错位
TJ脱节
SL渗漏
FS腐蚀
JQ 胶圈脱落
AJ支管暗接
QR异物侵入

0.20   1.00    4.00    12.00
0.10   0.50    2.00  
0.15   0.75    3.00    9.00
0.15   0.75    3.00    9.00
0.15   0.75    3.00    9.00
0.15   4.75    9.00  
0.05   0.25    1.00  
不参与RI(修复指数)评估计算
0.75   3.00    9.00  

个(环向)或米(纵向)
个(环向)或米(纵向)


个或米



  (2)地区重要性参数K和管道的口径大小重要性参数 E

  计算方法和功能性状况评估一致。(详见表-3)

  (3)土质影响参数T值

  根据已有的地质资料或已掌握管道周围的土质情况,按表-7的规定确定土质影响参数T值。

表-7 管道周围的土质影响参数T

土质

一般土层或F=0

粉砂层

T值

0

10

  (4)管道修复指数RI

  按公式8计算

  RI=0.7×F +0.1×K +0.05×E+0.15×T (公式8)

  (5)结构状况评价

  依据RI值的大小按表-8的规定进行等级确定和结构状况评价,并提出管道修复的建议。

表-8 管道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。

有较多管道损坏或个别处出现中等或严重的缺陷,结构状况总体一般。

大部分管道已损坏或个别处出现重大缺陷。

管道修复方案

不修复或局部修复

局部或整体修复

紧急修复或翻新

四.结束语

  近年来,随着我国对排水管道养护检查和排水防汛工作的重视,排水管道电视检测技术以其安全、科学和有效的手段,在一些城市开始了使用,同时也为排水管道的竣工验收、日常养护和修理提供了依据。排水管道电视检测技术的运用,可以更及时准确地把握管道内部的损坏情况,同时,对检测中发现有问题的管道可以在没有形成严重破损之前,及时进行预防性修理,把问题解决于萌芽状态。

五.参考文献

[1]上海市水务局:上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程,2005年.

[2]日本东京都下水道局:排水管道电视检测技术指南(案),平成5年6月.

[3]建设部:城镇排水管渠与泵站维护技术规程CJJ/68-2007,2007年3月发布.

作者介绍:孙跃平∶ 日本国家注册专家级工程师(Japanese Professional Engineer),亚太地区注册工程师(土木)〔APEC Engineer(Civil)〕。

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