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摘要：隨著國(guó)家對(duì)水環(huán)境保護(hù)的重視，城鎮(zhèn)排水管道的建設(shè)總量不斷增加，相應(yīng)的一部分管道設(shè)施開(kāi)始進(jìn)入老齡化，需要進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)。本文采用非開(kāi)挖無(wú)損傷的手段對(duì)排水管道進(jìn)行電視檢測(cè)的技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明，并就采用該檢測(cè)結(jié)果對(duì)管道的功能狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的技術(shù)方法進(jìn)行闡述，提出了對(duì)排水管道進(jìn)行預(yù)防性修理的必要性。
關(guān)鍵詞：排水管道 電視檢測(cè) 管道狀態(tài) 評(píng)估方法 預(yù)防性修理
一.前言
伴隨著城市交通設(shè)施——道路、橋梁以及地下軌道交通等的建設(shè)，用于保護(hù)公共水域水質(zhì)和城市公共環(huán)境的排水設(shè)施，近年來(lái)也有了很大的發(fā)展，排水管道的建設(shè)總量也逐年增加，與此同時(shí)，一部分排水管道設(shè)施開(kāi)始進(jìn)入老齡化。為了確保管道設(shè)施處于正常的工作狀態(tài)，需要進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)。如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于排水管道內(nèi)部的破損現(xiàn)象，并采取有效的措施進(jìn)行修復(fù)，成為擺在我們面前的一大課題。
本文采用非開(kāi)挖無(wú)損傷手段對(duì)排水管道進(jìn)行電視檢測(cè)的技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明，并就采用該檢測(cè)結(jié)果對(duì)管道的功能狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的技術(shù)方法進(jìn)行闡述，提出了對(duì)排水管道進(jìn)行預(yù)防性修理的必要性。
二.排水管道電視檢測(cè)的方法以及一般要求
伴隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì)排水管道的檢測(cè)方法也由以前的潛水員探摸等原始的方法，逐漸向先進(jìn)的閉路電視檢測(cè)法過(guò)渡。排水管道電視檢測(cè)是采用一個(gè)閉路電視系統(tǒng)(Closed Circuit Television)，通過(guò)控制在管道內(nèi)行走的機(jī)器人攝像頭遠(yuǎn)程采集圖像，并通過(guò)有線傳輸方式，把圖像進(jìn)行顯示和記錄的集成系統(tǒng)。一般簡(jiǎn)稱(chēng)為管道CCTV檢測(cè)系統(tǒng)。
2.1管道CCTV檢測(cè)的方法和工序
在采用CCTV檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要事先對(duì)管道進(jìn)行必要的抽水和清洗，以確保檢測(cè)工作的正常進(jìn)行。具體實(shí)施檢測(cè)時(shí)，有如下的要求。
(1)電視檢測(cè)時(shí)管內(nèi)水位不宜大于直徑的20%。
(2)對(duì)管道進(jìn)行疏通清洗，管道內(nèi)壁應(yīng)無(wú)泥土覆蓋。
(3)在進(jìn)行管道封堵作業(yè)時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站維護(hù)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T68的有關(guān)作業(yè)安全等的規(guī)定。
(4)有下列情形之一的應(yīng)中止檢測(cè)：爬行器無(wú)法行走;鏡頭沾有水沫、泥漿等影響圖像質(zhì)量;鏡頭入水;管道充滿(mǎn)霧氣。
管道CCTV檢測(cè)一般由檢測(cè)小組的成員共同完成，在確保交通安全的情況下，打開(kāi)井蓋對(duì)管道情況進(jìn)行基本確認(rèn)后，并對(duì)管道內(nèi)部的毒氣和可燃性氣體進(jìn)行檢測(cè)之后，方能開(kāi)始進(jìn)行檢測(cè)。管道CCTV檢測(cè)工作的概況如圖-1所示。
圖-1 排水管道CCTV檢測(cè)工作概況圖
具體的檢測(cè)工作有內(nèi)業(yè)和外業(yè)構(gòu)成。內(nèi)業(yè)工作又分為二部分，一部分是檢測(cè)工作進(jìn)行之前，首先要收集本次需檢測(cè)管道的相關(guān)信息資料，如竣工圖等，然后對(duì)CCTV檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行性能確認(rèn)，確保在工地能夠正常工作。還有一部分是檢測(cè)之后，需要對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整理和分析，并歸納制作成檢測(cè)報(bào)告書(shū)。外業(yè)工作是確保安全的情況下，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道內(nèi)部實(shí)施CCTV電視檢測(cè)工作。CCTV調(diào)查工作的基本工作程序如圖-2所示。
圖-2 CCTV調(diào)查工作的基本工作程序
2.2檢測(cè)結(jié)果的歸納和整理
整個(gè)檢測(cè)工程結(jié)束后，需要編寫(xiě)檢測(cè)報(bào)告書(shū)。檢測(cè)報(bào)告書(shū)應(yīng)根據(jù)檢測(cè)的實(shí)際情況，文字應(yīng)盡量做到突出重點(diǎn)、文理通順、表達(dá)清楚、結(jié)論明確。
檢測(cè)報(bào)告書(shū)一般包括如下的內(nèi)容：
(1)工程的概括：工程的依據(jù)、目的和要求、工程的地理位置、地質(zhì)條件、檢測(cè)時(shí)天氣和環(huán)境、開(kāi)竣工日期、實(shí)際完成的工作量、工程組織情況等。
(2)技術(shù)措施：各工序作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)、采用的儀器和技術(shù)方法。
(3)現(xiàn)場(chǎng)的原始記錄：在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)施工時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題等各種原始記錄表、評(píng)估記錄。
(4)評(píng)估與建議：管道狀況整體評(píng)估、整改建議。
(5)質(zhì)量保證措施：各工序質(zhì)量的控制情況。
(6)附圖：根據(jù)必要，畫(huà)出缺陷分布圖、沉積狀況縱斷面圖等。
(7)其他：應(yīng)說(shuō)明的問(wèn)題及處理措施。
錄像光盤(pán)也是檢測(cè)結(jié)果的重要資料之一，根據(jù)拍攝的實(shí)際情況來(lái)制作。在光盤(pán)封面上寫(xiě)明工程的名稱(chēng)、管段編號(hào)及檢測(cè)單位等相關(guān)要素。
檢測(cè)報(bào)告書(shū)和錄像光盤(pán)是反映管道內(nèi)部情況的主要資料，是管道竣工驗(yàn)收和日常養(yǎng)護(hù)的重要依據(jù)，因此，通過(guò)檢測(cè)工作能夠客觀實(shí)際的反映出管道的問(wèn)題，從而為管道施工方和管理方提供準(zhǔn)確的管道信息。
三.排水管道功能性和結(jié)構(gòu)性情況的評(píng)估
根據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)排水管道進(jìn)行CCTV電視檢測(cè)工作得到的結(jié)果，對(duì)管道的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估分為功能性情況和結(jié)構(gòu)性情況的評(píng)估，一般規(guī)定在同一處有兩種以上缺陷同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，權(quán)重求和;在一米范圍內(nèi)兩種以上缺陷同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，權(quán)重求和。管道評(píng)估工作一般采用計(jì)算機(jī)軟件評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行，以管段為最小評(píng)估單位。在對(duì)多個(gè)管段或轄區(qū)檢測(cè)時(shí)，列出各評(píng)估等級(jí)管段數(shù)量占全部管段數(shù)量的比例。功能性情況評(píng)估和結(jié)構(gòu)性情況評(píng)估分別是對(duì)管道暢通程度和管道構(gòu)造完好程度的評(píng)估。
3.1管道功能性情況的評(píng)估方法
根據(jù)日常養(yǎng)護(hù)中所遇到的各類(lèi)管道病害和缺陷的情況，管道功能性情況評(píng)估包括沉積、結(jié)垢、障礙物、樹(shù)根、洼水、壩頭、浮渣共7種。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道檢測(cè)后，對(duì)管道內(nèi)部的各類(lèi)功能性情況根據(jù)缺陷的定義進(jìn)行分類(lèi)，并按照輕重情況確定其等級(jí)， 計(jì)算每一段管道的養(yǎng)護(hù)指數(shù)MI。每個(gè)功能性缺陷的代碼，缺陷定義以及等級(jí)數(shù)量如表-1所示。
為了求得每一段管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)MI，對(duì)管道的功能性情況進(jìn)行評(píng)估，需要對(duì)該段管道的功能性缺陷參數(shù)G，地區(qū)重要性參數(shù)K，管道重要性參數(shù) E等進(jìn)行確定，具體的計(jì)算方法如下所述。
表-1 功能性缺陷的代碼、類(lèi)型和等級(jí)數(shù)
缺陷名稱(chēng) | 代碼 | 缺陷定義 | 等級(jí)數(shù)量 |
沉積 | CJ | 管道水中的有機(jī)或無(wú)機(jī)物，在管道底部沉積，形成了減少管道橫截面面積的沉積物。 | 3 |
結(jié)垢 | JG | 管道水中的污物，附著在管道內(nèi)壁上，形成了減少管道橫截面面積的附著堆積物。 | 3 |
障礙物 | ZW | 管道內(nèi)堅(jiān)硬的雜物，如石頭、柴枝、樹(shù)枝、遺棄的工具、破損管道的碎片等。 | 3 |
樹(shù)根 | SG | 單根樹(shù)根或是樹(shù)根群自然生長(zhǎng)進(jìn)入管道。 | 3 |
洼水 | WS | 管道因沉降等因素形成水洼。按實(shí)際水深減去正常水位占管道內(nèi)徑的百分比記入檢測(cè)記錄表。交接確認(rèn)管檢測(cè)時(shí)，按結(jié)構(gòu)性缺陷評(píng)估。 | 百分比或3 |
壩頭 | BT | 殘留在管道內(nèi)的封堵材料。 | 3 |
浮渣 | FZ | 管道內(nèi)水面上的漂浮物。該缺陷不參與MI（養(yǎng)護(hù)指數(shù)）計(jì)算。 | 3 |
(1)功能性缺陷參數(shù)G
按公式1或公式2計(jì)算。
當(dāng)Y<40時(shí)，G = 0.25×Y (公式1)
當(dāng)Y>40時(shí)，G = 10 (公式2)
式中 L--被評(píng)估管道的總長(zhǎng)度(m);
Li—第i處缺陷縱向長(zhǎng)度(m)(以個(gè)為計(jì)量單位時(shí)，1個(gè)相當(dāng)于縱向長(zhǎng)度1米);
Pi—第i處缺陷權(quán)重，查表-2獲得;
n2——功能缺陷處總個(gè)數(shù)。
表-2 功能性缺陷權(quán)重和計(jì)量單位
缺陷代碼、名稱(chēng) | 缺陷等級(jí) | 計(jì)量單位 |
1 2 3 | ||
CJ沉積 | 0.05 0.25 1.00 | 米 |
(2)確定地區(qū)重要性參數(shù)K
按照表-3的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
表-3 地區(qū)重要性參數(shù)K
K 值 | 適用范圍 |
10 | 中心商業(yè)及旅游區(qū)域 |
6 | 交通干道和其它商業(yè)區(qū)域。 |
3 | 其它行車(chē)道路 |
0 | 所有其它區(qū)域或G﹤4時(shí) |
(3)管道重要性參數(shù) E
根據(jù)管道的口徑，按下列規(guī)定確定管道重要性參數(shù) E
E=10 管道直徑﹥1500㎜
E=6 管道直徑在1000㎜及1500㎜之間
E=3 管道直徑在600㎜及1000㎜之間
E=0 管道直徑﹤600㎜或F﹤4
(4)管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)MI
按公式4計(jì)算：
MI=0.8×G +0.15×K +0.05×E (公式4)
(5)功能狀況評(píng)價(jià)
依據(jù)MI值的大小按表-4的規(guī)定進(jìn)行等級(jí)確定和功能狀況評(píng)估，并提出管道養(yǎng)護(hù)的建議。
表-4 管道功能性狀況評(píng)定和養(yǎng)護(hù)建議
養(yǎng)護(hù)指數(shù) | MI＜4 | 4≤MI＜7 | MI≥7 |
等級(jí) | 一級(jí) | 二級(jí) | 三級(jí) |
功能狀況總體 | 無(wú)或有少量管道局部超過(guò)允許淤積標(biāo)準(zhǔn)，功能狀況總體較好。 | 有較多管道超過(guò)允許淤積標(biāo)準(zhǔn)，功能狀況總體一般。 | 大部分管道超過(guò)允許淤積標(biāo)準(zhǔn)，功能狀況總體較差。 |
管道養(yǎng)護(hù)方案 | 不養(yǎng)護(hù)或局部養(yǎng)護(hù) | 局部或全面養(yǎng)護(hù) | 全面養(yǎng)護(hù) |
3.2 管道結(jié)構(gòu)性情況的評(píng)估方法
根據(jù)日常養(yǎng)護(hù)中所遇到的各類(lèi)管道病害和缺陷的情況，管道結(jié)構(gòu)性情況評(píng)估包括破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕、膠圈脫落、支管暗接、異物侵入共9種。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道檢測(cè)后，對(duì)管道內(nèi)部的各類(lèi)結(jié)構(gòu)性情況根據(jù)缺陷的定義進(jìn)行分類(lèi)，并按照輕重情況確定其等級(jí)，計(jì)算每一段管道修復(fù)指數(shù)RI。每個(gè)結(jié)構(gòu)性缺陷的代碼，缺陷定義以及等級(jí)數(shù)量如表-5所示。
為了求得每一段管道修復(fù)指數(shù)RI，對(duì)管道的結(jié)構(gòu)性情況進(jìn)行評(píng)估，需要對(duì)該段管道的結(jié)構(gòu)性缺陷參數(shù)F，地區(qū)重要性參數(shù)K，管道重要性參數(shù) E和土質(zhì)影響參數(shù)T值等進(jìn)行確定，具體的計(jì)算方法如下所述。
表-5 結(jié)構(gòu)性缺陷的代碼、類(lèi)型和等級(jí)數(shù)
缺陷名稱(chēng) | 代碼 | 缺陷定義 | 等級(jí)數(shù)量 |
破裂 | PL | 管道的外部壓力超過(guò)自身的承受力致使管材發(fā)生破裂。其形式有縱向、環(huán)向和復(fù)合三種。 | 4 |
變形 | BX | 管道的原樣被改變（只適用于柔性管）。變形比率=（原內(nèi)徑－最大變形內(nèi)徑）÷原內(nèi)徑 | 3 |
錯(cuò)位 | CW | 兩根管道的套口接頭偏離，未處于管道的正確位置。鄰近的管道看似“半月形”。 | 4 |
脫節(jié) | TJ | 兩根管道的接頭未充分推進(jìn)或脫離。鄰近的管道看似“全月形”。 | 4 |
滲漏 | SL | 來(lái)源于地下的（按照不同的季節(jié)）或來(lái)自于鄰近漏水管的水從管壁、接口及檢查井壁流出。 | 4 |
腐蝕 | FS | 管道內(nèi)壁受到有害物質(zhì)的腐蝕或管道內(nèi)壁受到磨損。管道常水位上部的腐蝕來(lái)自于排水管道中的腐蝕物所造成的腐蝕。 | 3 |
膠圈脫落 | JQ | 管道接口材料，如橡膠圈、瀝青、水泥等填縫材料脫落。 | 3 |
支管暗接 | AJ | 支管未通過(guò)檢查井直接接入主管。 | 4 |
異物侵入 | QR | 非自身管道附屬設(shè)施的物體穿透管壁進(jìn)入管內(nèi)。 | 3 |
1.結(jié)構(gòu)性缺陷參數(shù)F
按公式5或公式6計(jì)算。
當(dāng)S<40時(shí)，F(xiàn) = 0.25×S (公式5)
當(dāng)S>40時(shí)，F(xiàn) = 10 (公式6)
式中損壞狀況系數(shù)S按公式7計(jì)算
式中 L—被評(píng)估管道的總長(zhǎng)度(m)
Li—第i處缺陷縱向長(zhǎng)度(m)(以個(gè)為計(jì)量單位時(shí)，1個(gè)相當(dāng)于縱向長(zhǎng)度1米)
Pi—第i處缺陷權(quán)重，應(yīng)查表-6獲得
n1——結(jié)構(gòu)缺陷處總個(gè)數(shù)
表-6 結(jié)構(gòu)性缺陷等級(jí)權(quán)重和計(jì)量單位
缺陷代碼、名稱(chēng) | 缺陷等級(jí) | 計(jì)量單位 |
1 2 3 4 | ||
PL破裂 | 0.20 1.00 4.00 12.00 | 個(gè)（環(huán)向）或米（縱向） |
(2)地區(qū)重要性參數(shù)K和管道的口徑大小重要性參數(shù) E
計(jì)算方法和功能性狀況評(píng)估一致。(詳見(jiàn)表-3)
(3)土質(zhì)影響參數(shù)T值
根據(jù)已有的地質(zhì)資料或已掌握管道周?chē)耐临|(zhì)情況，按表-7的規(guī)定確定土質(zhì)影響參數(shù)T值。
表-7 管道周?chē)耐临|(zhì)影響參數(shù)T
土質(zhì) | 一般土層或F=0 | 粉砂層 |
T值 | 0 | 10 |
(4)管道修復(fù)指數(shù)RI
按公式8計(jì)算
RI=0.7×F +0.1×K +0.05×E+0.15×T (公式8)
(5)結(jié)構(gòu)狀況評(píng)價(jià)
依據(jù)RI值的大小按表-8的規(guī)定進(jìn)行等級(jí)確定和結(jié)構(gòu)狀況評(píng)價(jià)，并提出管道修復(fù)的建議。
表-8 管道結(jié)構(gòu)性狀況評(píng)定和修復(fù)建議
修復(fù)指數(shù) | RI＜4 | 4≤RI＜7 | RI≥7 |
等級(jí) | 一級(jí) | 二級(jí) | 三級(jí) |
結(jié)構(gòu)狀況總體 | 無(wú)或有少量管道損壞，結(jié)構(gòu)狀況總體較好。 | 有較多管道損壞或個(gè)別處出現(xiàn)中等或嚴(yán)重的缺陷，結(jié)構(gòu)狀況總體一般。 | 大部分管道已損壞或個(gè)別處出現(xiàn)重大缺陷。 |
管道修復(fù)方案 | 不修復(fù)或局部修復(fù) | 局部或整體修復(fù) | 緊急修復(fù)或翻新 |
四.結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)排水管道養(yǎng)護(hù)檢查和排水防汛工作的重視，排水管道電視檢測(cè)技術(shù)以其安全、科學(xué)和有效的手段，在一些城市開(kāi)始了使用，同時(shí)也為排水管道的竣工驗(yàn)收、日常養(yǎng)護(hù)和修理提供了依據(jù)。排水管道電視檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，可以更及時(shí)準(zhǔn)確地把握管道內(nèi)部的損壞情況，同時(shí)，對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的管道可以在沒(méi)有形成嚴(yán)重破損之前，及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性修理，把問(wèn)題解決于萌芽狀態(tài)。
五.參考文獻(xiàn)
[1]上海市水務(wù)局：上海市公共排水管道電視和聲納檢測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)程，2005年.
[2]日本東京都下水道局：排水管道電視檢測(cè)技術(shù)指南(案)，平成5年6月.
[3]建設(shè)部：城鎮(zhèn)排水管渠與泵站維護(hù)技術(shù)規(guī)程CJJ/68-2007,2007年3月發(fā)布.
作者介紹：孫躍平∶ 日本國(guó)家注冊(cè)專(zhuān)家級(jí)工程師(Japanese Professional Engineer)，亞太地區(qū)注冊(cè)工程師(土木)〔APEC Engineer(Civil)〕。
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