排水管道位置探测与结构检测一体化技术分析

期Ｉ 科技创新与应用
排水管道位置探测与结构检测一体化技术分析
曹 淑 上
（ 重庆市建筑科学研 究院， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ２ ） 要： 目前， 各地在推进管道普查探测和结构检测评估工作时， 都是将这 两项工作分 离， 不便于管道基础数据与养护数据的统 管理 与 更新 。 通过 分 析 市政排 水 管道 的位 置探 测技 术及 结构检 测 评 估技 术 现 状 ， 提 出 了排 水管 道位 置探 测 与 结构 检 测一 体化 技术７ ￣Ｚ － 作流程 ， 是地下排水管道一体化管养信息 系统一次性形成的技术途径。 关键词 ： 排水管道 ； 位置探测 ； 结构检 测； 一体化； 排 水管道管养信息 系统
一
摘
传统 的人工入管检查方法受到管径 、 作业条件等限制 ， 检查效 目前 ， 全 国各地陆续进行 了城市地下管线普查、 探测工作 ， 推进 依据。 成本高 。 近年来 ， 国内引进了相关的管道内窥检测技术得到了 地下管线信息化管理 ， 管线管理及相关技术迅速发展 ； 但在城市建 果差 、 设 长 期 以来 “ 重地上、 轻 地下 ” 、 “ 重建轻养” 的 背景 下 ， 地 下 管 线 管理 较快发展 ， 为广泛 、 全 面对排水管道进行结构检测评估提供了有力 仍 滞 后 于 城 市 建 设 发展 水 平 ， 地 下管 线 施 工 、 维 护过 程 中各 类 事 故 的技 术手 段 。 管道 内窥检测技术主要有管道潜望镜 （ Ｑ Ｖ ） 和管道闭路电视系 层出不穷 ， 损失巨大 ， 致使地下管线的维护与城市 高速发展 间的矛 Ｃ Ｃ Ｔ Ｖ ） 两种 ， 管道 潜 望 镜 由于 设 备 的局 限 ， 主要 用 于观 察 管 道是 盾及问题 日益尖锐 和凸出， 在施工 和运营过程 中， 管道破坏 和变形 统 （ 错 口和渗漏等 ， 不易发现 内部的结构病害及缺 的情况 时 有 发生 。 对 于 市政 排 水 管道 而 言 ， 管线 的安 装质 量 、 防腐 和 否存在严重的堵 塞、 Ｃ Ｃ Ｔ Ｖ检测方法是通过闭路电视录像 的形式， 将摄像设备置于排 养护方法相对落后 、 不完善 ， 管道淤积 、 堵塞 、 腐蚀 、 渗漏 、 破坏 和变 陷； 拍摄影响数据传至计算机后 ， 在终端 电视屏幕上直 观显 形 现象 不 能 被及 时发 现 ， 暴雨 来 袭 ， 雨 水 不 能及 时 排 除 ， 大 城 市屡 成 水管道 内， 能准确检测出管道结构状 泽国 ， 很多特大城市几乎逢雨便淹 ， 教训深刻。 但 目前各地在推进管 示和影 响记录存储的图像通信检测系统 ， 道普查探测和结构检测评估工作时， 都是将这两项工作分离或含糊 况 和 功 能 状 况 ，是 国际 上 用 于 管 道状 况 检 测 最 为 先 进 和 有效 的手 已广泛 的应用于 旧管道状况普查 中， 为管道修复方案的科 学决 掩盖结构检测 ，不便于管道基础数据与养护数据 的统一管理与更 段 ， 新， 亟 需 研究 管 道 位置 探 测 与结 构 检测 一 体化 技 术 。 策、 管道 日常养护提供了有力 的帮助 。 ２ ０ １ ２ 年１ ２ 月 １ Ｅ ｌ ， 《 城镇排水 １排 水 管道 位 置探 测 技术 现 状 管 道 检测 与 评 估 技 术规 程 ｝ （ Ｃ Ｊ Ｊ １ ８ １ — ２ ０ １ ２ ） 开始 实 施 ， 统一了 Ｃ Ｃ Ｔ Ｖ 评 估 方法 等 。 排水管道位置探测主要有传统方法调查和现代物探方法。 传统 检 测 技术 的要求 、 方 法 主 要 是 通 过直 接开 井 量 测 的 办 法 ， 或局部开挖或钎探 ， 管 径 较 ３排 水 管道 位 置探 测 与结 构 检测 一 体化 技 术及 流 程 经过上述分析 ， 目前各地在陆续推动排水管道普查探测和结构 大时也可采取人工潜水调查 。诸多无检查井 、 井盖被埋 、 走向复杂 、 雨污混接 、 乱接错接的管段 ， 隐蔽 性 强 、 探 查 困难 ， 就 必 须 采 用 现 代 检测评估工作， 但都是将这两项工作分离或含糊掩盖结构检测 。对 物探方法进行探测 。 目前用于排水管道探测的物探方法主要有金属 于排水管道而言，其位置探测成果和结构技术状况都是基础数据 ， 管线仪 、 地质雷达 、 高密度 电法 、 磁法等多种技术。金属管线仪探测 工作 的分离造成 了 目前诸多地下管线信息管理系统 中只有位置探 方 法 主要 有 直 接法 、 感 应 法 和示 踪 法 ， 但 金 属排 水 管 应 用较 少 ， 因此 ， 测成果或零散的结构检测结果 ，未能形成全面 的地下管线管 养系 阻 碍 了数 字 城市 和 智慧 管 线 的发 展 。 为此 ， 经 过 实践 和技 术 分析 目前 排 水 管道 位 置 探 测 技 术 的 开 发 与研 究 主要 集 中在 非 金 属 排 水 统 ， 管 的探 测 技 术方 面 。 研 究 ，提 出 了排 水 管道 位 置 探测 与 结 构 检测 一 体 化 的技 术构 想 ， 最 对 于非 金 属 排 水 管 ， 由于 其 既 不 导 电也 不 导 磁 ， 金 属 管 线 仪 对 终形成建立管道一体化管养信息系统。 其无能为力， 目前 主要 应用 地 质 雷达 法 、 高 密 度 电法 、 人 工 地 震法 。 排水管道位置探测与结构检测一体化 的技术构想的基础有两 地质雷达勘探是 以地下不同介质的介电常数差异为基础的一种物 个 方 面 ： 其一 ， 这 两 项工 作 有 时 可 以互 相 印证 ， 管 道 检 测时 可对 探测 验证 ， 探 测 时 诸多 地 表 现 象 、 埋 深 等 也 可 以 间接 反映 探方法 。它通过发射天线 向地下发射高频电磁脉冲 ， 此脉冲在向地 结 果进 行 复 核 、 下传播过程中 ， 遇到地层内的物体及地层的介电常数变化界面时会 管道结构的技术状况 ， 两者工作能相互 印证 ， 因此 ， 将两项工作合并 产生反射波 ， 反射波传播回地表后被接收天线所接 收 ， 并将其传人 成一体化不是简单的工作合并 ， 而是 达到现场工作的最优和效果最 主机进行记录 ， 经过资料的后处理 ， 进 行 反 演 解 释 便 可 现 场踏勘 、接受委托 得 到 地 下 地 层 或 地 下 目的物 的位 置 、 分布范围 、 埋 深 等 参数（ 排水管渠的探测方法综述 ） 。另外 ， 对于钢筋混凝 土 结 构 的排 水 管 道 ， 可 以用 磁 法 进 行探 测 。磁 法探 测 是 收集 资料、 编写 一体化检 测方案 通过磁测仪在地面观测铁质管道 的磁场分布 ， 来 发现铁 质管道并推算管道的埋深。 但不适用于地下铁磁质物体 很多 、 复杂的环境 。 但通过磁法探测被埋 的井盖， 其效果 仪器 准各 管 理系统 管道 结构检测准 备 较好 。 高密度 电法是通过阵列探测地下介质的电阻率分 布， 在高阻区中解析 、 推断低阻区， 对有相 同特征规律 的 控制测量 Ｉ 数字化地 形图输入 管道 结构检测 Ｉ １管线调查、 探测 几个 断 面 中的 低 阻 区连 线 分辨 出管 线 的走 向和 深 度 ， 达 Ｌ一 — — 到探 测 管 道 的 目的 。 人 工地 震 法 基本 原 理是 利 用 地下 介 数据 处理 检 测贸料 整 道 路及红线等 信息输 质 的波 阻 抗 值 差 异 ， 当地 下 不 同 介 质界 面 两 侧 的 弹性 波 理 、缺陷判读 入 ，生成地形 数据库 速度 和波 阻 抗 差 越大 时 ，地震 波 法 探测 的效 果 就 越 好 。 ｊ ＿ — ～ Ｌ———一 管 管 道成 图 在地下传播的地震波遇到不同弹性介质的分界面时 ， 会 管道技 术状况评估 道 管道探 测 管道基 本信 息输 入，生 产生反射 、折射 和透射 ，分析研究地震波 中的时间、 速 结 成管道基 本信息数据 库 度、 振 幅、 相位 、 频 率等的变化特征 ， 类推断地下管线 的 构 形 成检测评估报 告 分布位置 、 走向等 。 检 ２排水管道结构检测评估技术现状 测 按里程 坐标输入管道 检 排水管道 的养护很长一段时间内被忽视。近年来 ， 测评估 数据 ， 形 成管道 体化 管养数据 库 诸 多排 水 管 道 的 污 水 跑 、 冒、 漏问题突出 ， 暴雨来袭 ， 诸 多大城市屡成泽国 ， 教训深刻 ， 才 逐 渐 认 识 到 对 排 水 管 道 养护的重要性。对既有排水管 道结 构进行 检测和评 提 交成果 、成果 归档 估， 有针对性地进行修复 、 维护 ， 是保障排水管道正常运 行 的重 要手 段 。 为最 大 限度 的能够 发 挥 出既 有排 水 管 道 建立管道 一体化管 养信息 系统 的排水功 能 ， 延长地下管道 的使用寿命 ， 必须定 期对管 道 的结构状况进行检测和评估 ， 作 为管道养护和修复的 图 １排 水 管道 位 置探 测与 结构 检 测 一体 化 工作 流程