城镇排水管道检测与评估技术浅析

【摘要】随着城市建设的飞速发展，原有城市地下管线资料欠缺的矛盾越来越突出。在我国，由于地下排水管道堵塞或者破裂造成的直接或间接经济损失是相当严重的，所以研究排水管道自动检测系统很有必要。

【关键词】传统方法；外检仪器；内窥仪器；检测机器人1.传统的排水管道主要检测方法和特点

1.1 普通人员进入管道检测。管径较大、管内无水、通风良好，优点是直观，且能精确测量。但检测条件较苛刻，安全性差，目前已不再使用。

1.2 潜水员进入管道检测。管径较大，管内有水，且要求低流速，优点是安全。但无视像资料、精准度不强。

1.3 其他还有量泥斗法和反光镜法。优点都是方便快捷，但是在检测管道内部和结构是相对模糊。

2.仪器检测技术

随着科技的发展，排水管道检测技术也跟随着发展，传统检测方法虽然简单、方便，在条件受到限制的情况下可起到一定的作用，但有很多局限性，已不适应现代化排水管网管理的要求。现在很多都是用到仪器检测技术，现在用到的仪器检测技术有：

2.1 管道闭路电视检测系统

管道闭路电视检测系统（CCTV ）是使用最久的检测系统之一，也是目前被大量应用的方法。生产制造CCTV 检测系统的厂商很多，国际上一些知名品牌有IBAK 、Per Aarsleff A/STelespe 、Pearpoint 、TAR IS 等；国内有雷迪公司。CCTV 的结构包括摄像头、灯光、电线（线卷）及录影设备、监视器、承载支架、爬行器等。

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，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。

2.2 排水管道声纳检测系统

管道内窥声纳检测的英文名叫做Sonar Inspection ，主要是通过声纳设备以水为介质对管道内壁进行扫描，扫描结果以专业计算机进行处理得出管道内壁的过水状况。

声纳头向管壁发出声纳信号，同时接受反射信号，系统通过颜色区分声纳信号的强弱，从而分辨出不同介质的轮廓图案。

2.3 管道潜望镜检测系统

潜望镜为便携式视频检测系统，操作人员将设备的控制盒和电池挎在腰带上，使用摄像头操作杆（一般可延长至5.5m 以上）将摄像头送至窨井内的管道口，通过控制盒来调节摄像头和照明以获取清晰的录像或图像。数据图像可在随身携带的显示屏上显示，同时可将录像文件存储在存储器上。该设备对窨井的检测效果非常好，也可用于靠近窨井管道的检测。适用管径为150～2000mm 。

2.4新型排水管道检测机器人

在现代社会科学技术的快速发展状态下，大量部门利用数字化管理系统来提高工作效率和工作质量。这种新型机器人可以实现排水管道的内窥检测工作；可以检测管道的破裂、腐蚀和焊缝质量情况；采用模式识别和神经网络等一系列图像处理技术，将采集到的图像进行进一步的处理，能更好的识别管道病害情况，辅助人工进行管道损伤判断，减少出错的几率，提高检测效率。

3.排水管道评估

管道分析评估主要依据CCTV 或声纳检测设备所拍摄的视频录像或断面扫描图像，对管道状况进行评价，最终得出管道总体状况，为管道的日常养护及可能的修复工作提供依据。

英国WRC 于1980年颁布了《排水管道状况分类手册》。该手册将管道缺陷分为结构性、功能性、建造性和特殊性四大类，CCTV 主要检测前两类缺陷。

日本于2003年12月颁布了《下水道电视摄像调查规范（案）》，该规范将管道情况分为破损、腐蚀、裂缝、错位、起伏蜿蜒、灰浆沾着、漏水、支管突出、油脂附着、树根插入共10项。每种损坏等级分A 、B 、C 三级。

丹麦在管道检测方面起步比较早，评估规程很完善，并经常性地进行修编。丹麦标准将缺陷分为结构性、功能性及特殊构造三大类。结构性和功能性各有6项缺陷。依据规定的经验参数，按一定的方程式计算出指数。采用10分制最后对所要评估的管道进行评定。

上海市自2003年开始用CCTV 对排水管道进行检测，今年已制定了《上海市排水管道检测技术规程》，上海的评估体系基本采用了丹麦模式，同时吸取台湾、日本、英国的一些优点和上海的实际情况。以下重点介绍上海的评估体系。

3.1 结构状况评估

结构性缺陷包括破裂、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。

管道修复指数按下列公式计算。RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T 式中：E —管道重要性参数；T —土质影响参数值；K —地区重要性参数；

F —结构性缺陷参数按下列公式计算。

当S ＜40时，F=0.25×S 当S ＞40时，F=10式中：损坏状况系数S 按下列公式计算。

式中：L —被评估管道的总长度（m ）；Li —各缺陷处长度（m ）或缺陷个数；Pi —第i 处缺陷权重，应查表获得；n1——结构缺陷处总个数。

依据RI 值的大小按下表即可进行评价，并提出管道修复的建议。

修复指数RI ＜4，一级，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。

修复指数4≤RI ＜7，二级，有较多管道损坏，结构状况总体一般，对损坏管道可作点状修理或缺陷管段整体修复。

修复指数RI ≥7，三级，大部份管道已损坏，结构状总值总体较差，可作更新改造。

3.2 养护状况评估

功能性缺陷包括沉积、结垢、障碍物、树根、洼水、坝头、浮渣共7种。

管道养护指数按下列公式计算。MI=0.8×G+0.15×K+0.05×E 式中：G —功能性缺陷参数；K —地区重要性参数；E —管道重要性参数。

依据MI 值的大小对照下表的规定进行等级确定和功能状况评价，并提出管道养护的建议。

养护指数MI ＜4，一级，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，可不养护。

养护指数4≤MI ＜7，二级，有较多管道超过允许淤积标准，功能状况总体一般，需局部养护。

养护指数MI ≥7，三级，大部份管道超过允许淤积标准，功能状况总体较差，需全部养护。

我国的下水道普及率随着城市化的进程会越来越高。这些庞大数量的管道，由于长期使用引起的老化以及其他原因，必然要造成物理上和功能上的破坏。为了完善地保持这些功能，需要有计划地进行恰当的维护管理和维修、重建。这其中最重要的一项内容就是要定期对管道进行检测。一些发达国家和地区已陆续建立了自己的体系，并且有足够的经费作保证。我国上海、北京、广州、杭州、济南、昆明、成都、余姚等城市已相继开始使用CCTV 、声纳进行管道检测，笔者相信在不远的将来，越来越多的城市会使用这一新兴技术。参考文献[1]王艺；李冠男；杨乐.排水管道检测技术.河南科技.2010年14期

[2]杨清梅；孙建民.一种新型排水管道检测机器人研究.机械设计与研究.2009年06期

城镇排水管道检测与评估技术浅析

尤宏亮

（太原市市政公共设施管理处 山西太原 030024）

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L i n S P L ==∑