排水管道内窥检测缺陷密度与主要属性的量化关系——以顺德区南顺联安围水体综合整治项目为例

排水管道内窥检测缺陷密度与主要属性的量化关系——以顺德区南顺联安围水体综合整治项目为例

张文生 吴远洋 晁艳博

中国电建集团西北勘测设计院有限公司  陕西西安 710000 

摘要：排水管网是一座城市的血管，但随着城市的快速发展，城市管网缺乏系统的检修和维护，管网系统存在不同程度的结构缺陷和功能性缺陷，本文以顺德区南顺联安围水体综合整治项目为例，采用CCTV和QV两种内窥检测技术方法进行管道内窥检测，对发现的缺陷密度与管材、管道埋深、管径等属性进行量化分析，总结缺陷密度与主要属性的量化关系。

关键词： 排水管道；内窥检测；缺陷密度；量化关系

0 前  言

管道闭路电视检测系统（CCTV）和管道潜望镜（QV）检测技术可以更加直观的了解地下排水管网内部现状，避免有限空间作业风险，减少了对道路交通的影响。通过对管道封堵、倒排、清淤后观察管道及附属设施内部状况，以确定管道和附属设施内部缺陷，查明存在的结构性缺陷（如破裂、渗漏、错口、变形、脱节等）和功能性缺陷（如沉积、结垢固结、树根、障碍物等），评定缺陷等级，对其结构性状况和功能性现状进行评估。

1  工程概况

1.1检测范围

南顺联安围位于顺德区北部，本项目主要对范围市政及排水地块内的排水管网及附属设施进行检测，其中：（1）新建管网和已正在实施检测项目的管网不进行检测；（2）现状排水管网中明渠、明沟及管径小于DN200的管道和不具备检测条件的压力管道（经泵站加压）不进行检测。

1.2检测内容

主要采用专用闭路电视系统（CCTV）、管道潜望镜(QV)技术、人工目视观测技术查明管道存在的结构性缺陷（如破裂、渗漏、错口、变形、脱节等）和功能性缺陷（如沉积、结垢固结、树根、障碍物等），评定缺陷等级，对其结构性状况和功能性现状进行评估。

2排水管道内窥检测技术方法

2.1管道潜望镜(QV)技术

管道潜望镜(QV)方法检测时，应满足管内水位不大于管径的1/2，管段长度不大于50m。对于不满足检测条件的管段，应采取封堵、倒排、开孔、清淤等工程措施，直至满足检测条件后再开展检测工作。当有下列情形之一时应中止检测：

（1）管道潜望镜检测仪器的光源不能够保证影像清晰度时；

（2）镜头沾有泥浆、水沫或其他杂物等影响图像质量时；

（3）镜头浸入水中，无法看清管道状况时；

（4）管道充满雾气影响图像质量时；

（5）其他原因无法正常检测时。

2.2人工目视观测技术

地面巡视可以观察沿线路面是否有凹陷或裂缝及检查井地面以上的外观情况，主要适用于检查井的外观情况及内部情况的初步判别。

地面巡视主要内容应包括：（1）管道上方路面沉降、裂缝和积水情况；（2）检查井冒溢和积水情况；（3）井盖、盖框完好程度；（4）检查井周围的异味；（5）其他异常情况。

2.3闭路电视系统（CCTV）检测技术

闭路电视系统（CCTV）方法检测时，不应带水作业，应满足管道内淤积、结垢和水位不大于管道直径的20%，否则，应采取封堵、导排、开孔、清淤等工程措施降低水位，待满足检测条件后再开展检测工作。当有下列情形之一时应中止检测：

（1）爬行器在管道内无法行走或推杆在管道内无法推进时；

（2）镜头沾有污物时；

（3）镜头浸入水中时；

（4）管道内充满雾气，影响图像质量时；

（5）其他原因无法正常检测时。

3  管道缺陷等级的分类及状况评估

3.1管道缺陷等级评定

管道缺陷分结构性、功能性两种类型；管道的结构性缺陷，指管道结构管体受到破坏、损伤，影响其强度、刚度和使用寿命，结构性缺陷需要通过修复才能消除。缺陷类型主要有破裂、变形、腐蚀、错口、起伏、脱节、接口材料脱落、支管暗接、异物穿入和渗漏10种；功能性缺陷，导致过水断面发生变化，影响通畅性能，有沉积、结垢、障碍物、残墙坝根、树根和浮渣6种。根据缺陷程度把结构性缺陷和功能性缺陷分为不同的等级。

本次765.92km管网共检出的60562处缺陷，结构性缺陷共计35034处，功能性缺陷共计25528处。变形5503处，占结构性缺陷15.71%；错口12026处，占结构性缺陷34.33%；腐蚀1936处，占结构性缺陷5.53%；接口材料脱落134处，占结构性缺陷0.38%；破裂7272处，占结构性缺陷20.76%；起伏2102处，占结构性缺陷6.00%；渗漏403处，占结构性缺陷1.15%；脱节1842处，占结构性缺陷5.26%；异物穿入834处，占结构性缺陷2.38%；支管暗接2982处，占结构性缺陷8.51%，残墙、坝根287处，占功能性缺陷1.12%；沉积15704处，占功能性缺陷61.52%；浮渣120处，占功能性缺陷0.47%；结垢874处，占功能性缺陷3.42%；树根1737处，占功能性缺陷6.80%；障碍物6806处，占功能性缺陷26.66%。

3.2管道状况评定

结合管道的重要性和环境因素，量化缺陷的危害作用即评估。评估以管段为单元，划分管段的修复、养护等级，指示管段需要维护的紧迫程度，计算各维护等级管段占检测管段的比例，并提出处理建议。

3.2.1管道功能性状况评估

《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ181-2012）等相关规范，对缺陷问题进行分析和评估，依据下列公式（1）进行计算：

RI = 0.7×F + 0.1×K + 0.05×E + 0.15×T                （1）

式中：RI——管段修复指数；   K——地区重要性参数；   E——管道重要性参数；

T——土质影响参数；

3.2.2管道结构性状况评估

《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ181-2012）等相关规范，对缺陷问题进行分析和评估，依据下列公式（2）进行计算：

MI = 0.8×G + 0.15×K + 0.05×E                       （2）

式中：MI——管段养护指数；  K——地区重要性参数；  E——管道重要性参数

4  管道缺陷密度与主要属性量化分析

4.1排水管网的缺陷密度与不同管材的量化关系

依据检测长度和检测出的缺陷数量，统计不同材质产生缺陷的数量，计算不同管材的缺陷密度，分析排水管道中不同管材产生的缺陷对排水系统的影响提供初步数据支撑，不同管材缺陷密度分布图见图1。

图1  不同管道材料缺陷密度分布图

4.2排水管网的缺陷密度与不同埋深的量化关系

依据检测长度和检测出的缺陷数量，统计各种埋深下管道产生缺陷的数量，计算不同深度下的缺陷密度，分析排水管道中不同深度下的缺陷密度对排水系统的影响提供初步数据支撑，不同埋深缺陷密度分布见图2

图2 不同埋深缺陷密度分布图

4.3排水管网的缺陷密度与不同管径的量化关系

本次将管段分为小型管，中型管，大型管，特大型管。具体区分范围为：200mm≤小型管＜600mm；600mm≤中型管＜1000mm；1000mm≤大型管＜1500mm；1500mm＜特大型管，依据检测长度和检测出的缺陷数量，统计各种管径的管道产生缺陷的数量，计算不同管径的缺陷密度，分析排水管道中不同管径的缺陷密度对排水系统的影响提供初步数据支撑，不同管径缺陷密度分布见图3。

图3 不同埋深缺陷密度分布图

5 结语

城市排水管道运行过程中受到多方面因素的影响，会不可避免出现一些缺陷或病害，通过详实的排水管道内窥检测，甄别排水现行的排水体制，框定污水管网空白区域，让排水管网新建、问题管网改造及排口整治工作“有理有据”。文本只是从管道缺陷密度与不同管材、不同埋深、不同管径三个方面进行分析，排水管网缺陷密度的还与诸多因素有关，亟待进一步的深入研究。

参考文献：

[1]杨康. 排水管道内窥检测项目施工方案及效果评价研究 ——以深圳市龙华区排水管道检测工程为例[J]. 城市建筑,2019,16(12):145-146.

[2]冯俊悦. CCTV管道内窥技术在城市排水管道检测中的应用[J]. 环球市场,2017(15):195.

[3]黄平基,张祥生. CCTV管道内窥检测技术在城市排水管道中的应用[J]. 模型世界,2023(1):143-145.