城市排水管道電視檢測(cè)(CCTV)技術(shù)的應(yīng)用和探討

城市排水管道電視檢測(cè)(CCTV)技術(shù)的應(yīng)用和探討摘要:本文介紹了管道電視檢測(cè)（CCTV）技術(shù)的工作原理、工作對(duì)象、工作程序，詳細(xì)論述了檢測(cè)影像判讀及管道評(píng)估計(jì)算方法，并以廣州市某區(qū)城中村雨污分流改造項(xiàng)目排水為例介紹了管道電視檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及效果，并對(duì)該項(xiàng)技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞:電視檢測(cè)（CCTV）；城市排水管道管道電視檢測(cè)（CCTV）技術(shù)起源于二十世紀(jì)五十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展，到八十年代已趨于成熟。該檢測(cè)方法分自走式和牽引式，目前自走式技術(shù)日趨成為市場(chǎng)主流，其設(shè)備主要生產(chǎn)商有IBAK、PerAarsleffA/S、Telespec、Pearpoint、Radiodetection等公司。在我國(guó)近幾年CCTV管道檢測(cè)得到了大力發(fā)展，尤其是隨著國(guó)家對(duì)城市排水管道設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施投入力度不斷加大，人們環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，城市排水管道的管理維護(hù)等得到重視，CCTV管道內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)也將會(huì)得到廣泛的發(fā)展。1、管道電視檢測(cè)（CCTV）工作原理CCTV為英語(yǔ)ClosedCircuitTelevision的簡(jiǎn)稱，也稱閉路電視系統(tǒng)，即通過(guò)攝像爬行器對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行全程攝像檢測(cè)，對(duì)管道內(nèi)的結(jié)構(gòu)性和功能性狀況進(jìn)行探測(cè)和攝像，實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部長(zhǎng)距離檢測(cè)，實(shí)時(shí)觀察并能夠保存錄像資料，將錄像傳輸?shù)降孛?，由專業(yè)的檢測(cè)工程師對(duì)所有的影像資料進(jìn)行判讀，對(duì)管道現(xiàn)狀進(jìn)行分析、評(píng)估，有效地查明管道內(nèi)部破損、淤積和腐蝕狀況，科學(xué)全面地了解管道的現(xiàn)狀，并對(duì)排水管道運(yùn)行質(zhì)量及功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，為管道的定點(diǎn)修復(fù)、新鋪管道的竣工驗(yàn)收以及管道修復(fù)前的方案設(shè)計(jì)、修補(bǔ)過(guò)程中的施工監(jiān)測(cè)、修補(bǔ)后復(fù)測(cè)等提供經(jīng)濟(jì)、有效的檢測(cè)方法。管道電視檢測(cè)系統(tǒng)是由三部分組成：帶攝像鏡頭的“機(jī)器人”爬行器、操縱線纜架、主控器：○1攝像爬行器：運(yùn)用爬行器將攝像設(shè)備推進(jìn)至管道內(nèi)部，由攝像頭拍攝管道內(nèi)部影像，并適時(shí)將影像傳送至控制臺(tái)；○2控制線纜：負(fù)責(zé)傳送爬行設(shè)備指令、適時(shí)影像數(shù)據(jù)；○3主控器：CCTV核心操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)發(fā)出控制指令，如爬行系統(tǒng)前行、倒退、攝像系統(tǒng)燈光等；接受影像數(shù)據(jù)并將影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至存儲(chǔ)設(shè)備。圖1為常用的CCTV檢測(cè)設(shè)備示意圖。圖1：CCTV爬行器和控制系統(tǒng)示意圖2、管道電視檢測(cè)（CCTV）工作對(duì)象管道電視檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的對(duì)象包括污水、雨水、雨污合流管道(渠箱)以及附屬設(shè)施。管道檢測(cè)任務(wù)可分為普查、緊急應(yīng)對(duì)檢測(cè)、竣工驗(yàn)收確認(rèn)檢測(cè)、交接確認(rèn)檢測(cè)、來(lái)自其他工程的影響檢測(cè)和其他檢測(cè)共六類。3、管道電視檢測(cè)（CCTV）工作程序檢測(cè)工作程序包括：收集資料、現(xiàn)場(chǎng)勘察、編制方案、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、資料處理、編制報(bào)告。實(shí)際工作中，根據(jù)工程量的大小和具體要求，這些程序可做適當(dāng)修改或補(bǔ)充。為了更加充分地反映管道的實(shí)際情況，CCTV檢測(cè)前應(yīng)對(duì)所檢管道進(jìn)行預(yù)處理，如封堵、吸污、清洗、抽水等，檢測(cè)時(shí)應(yīng)設(shè)立施工現(xiàn)場(chǎng)圍欄和安全標(biāo)志，必要時(shí)須按照道路交通管理部門的指示封閉道路后再作業(yè)。4、管道電視檢測(cè)（CCTV）介紹管道電視檢測(cè)（CCTV）的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容就是對(duì)影像數(shù)據(jù)信息的判讀，確定管道內(nèi)部有無(wú)缺陷、缺陷的種類、等級(jí)和數(shù)量。目前，廣州地區(qū)尚未統(tǒng)一該項(xiàng)目檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，檢測(cè)時(shí)，大多采用《廣州市市政園林局公共排水管道電視、聲納和激光檢測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)程（試行）》作為檢評(píng)依據(jù)。4.1缺陷種類管道的缺陷主要分結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷。結(jié)構(gòu)性缺陷是指管道還沒(méi)投入使用、或投入運(yùn)行后因管材質(zhì)量或外部壓力、外部影響和人為改變等原因?qū)е碌娜毕?，常?jiàn)的缺陷有：破裂、變形、接口錯(cuò)位、接口脫節(jié)、滲漏、腐蝕、膠圈脫落、支管暗接、異物侵入等9種，其評(píng)定結(jié)果用管道修復(fù)指數(shù)（RI）表示；功能性缺陷是指管道在運(yùn)行過(guò)程中，由于內(nèi)部介質(zhì)產(chǎn)生物理的或化學(xué)的變化、外部物質(zhì)浸入等而導(dǎo)致的缺陷，常見(jiàn)的缺陷有：沉積、結(jié)垢、障礙物、樹(shù)根、積水、封堵、浮渣等7種，其評(píng)定結(jié)果用管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)（MI）表示。4.2缺陷位置表述-時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法：以順時(shí)針時(shí)鐘位置表示該缺陷點(diǎn)在管道的圓周上的分布。時(shí)鐘表示的四位數(shù)字是指缺陷所在的截面位置。前面兩位表示從幾點(diǎn)（正點(diǎn)小時(shí)）位置，后兩位表示到幾點(diǎn)（正點(diǎn)小時(shí)）位置。如果缺陷處在某一點(diǎn)上就用00代替前兩位，后兩位數(shù)字表示缺陷點(diǎn)位。舉例見(jiàn)圖2。圖2：時(shí)鐘法示意圖圖中：左圖表示管道環(huán)向3點(diǎn)至9點(diǎn)位置存在缺陷點(diǎn)位，右圖表示管道環(huán)向9點(diǎn)至3點(diǎn)位置存在缺陷點(diǎn)位。4.3管道缺陷等級(jí)4.3.1結(jié)構(gòu)性缺陷分類等級(jí)表1.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)狀況總體評(píng)價(jià) 無(wú)或有少量管道損壞，結(jié)構(gòu)狀況總體較好，可對(duì)損壞管道作點(diǎn)狀修理或不修復(fù)。 有較多管道損壞，結(jié)構(gòu)狀況總體一般，對(duì)損壞管道可做點(diǎn)狀修理或者缺陷管段整套修復(fù)。 大部分管道已損壞，結(jié)構(gòu)狀況總體較差，可作更新改造。管段修復(fù)建議 點(diǎn)狀修理或不修復(fù)。 點(diǎn)狀修理或缺陷管段整體修復(fù)。 整段緊急修復(fù)或翻新。4.3.2功能性缺陷分類等級(jí)表2.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)功能狀況總體評(píng)價(jià) 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)建議 不養(yǎng)護(hù) 局部養(yǎng)護(hù) 整體養(yǎng)護(hù)4.4管道現(xiàn)狀評(píng)估計(jì)算方法4.4.1評(píng)估計(jì)算方法的一般規(guī)定①根據(jù)檢測(cè)記錄，對(duì)被測(cè)管道狀況進(jìn)行評(píng)估。②在同一處出現(xiàn)兩種以上缺陷時(shí)，加權(quán)求和。③在一米范圍內(nèi)出現(xiàn)兩種以上缺陷時(shí)，加權(quán)求和。④管道評(píng)估以管段為最小評(píng)估單位，對(duì)多個(gè)管段或區(qū)域應(yīng)作總體評(píng)估。⑤管道評(píng)估工作宜采用計(jì)算機(jī)軟件評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行。4.4.2結(jié)構(gòu)性狀況評(píng)估計(jì)算方法結(jié)構(gòu)性缺陷參數(shù)F按以下公式計(jì)算○1當(dāng)S40,F=10其中損毀狀況系數(shù)（公式1）式中，L—被評(píng)管道總長(zhǎng)度（m）Li—各缺陷長(zhǎng)度或者個(gè)數(shù)Pi—第i個(gè)缺陷權(quán)重，查表3可得n1——結(jié)構(gòu)缺陷處總個(gè)數(shù)表3.結(jié)構(gòu)性缺陷等級(jí)權(quán)重○2地區(qū)重要性參數(shù)K，根據(jù)表4確定：表4.地區(qū)重要性參數(shù)K表5.管道重要性參數(shù)E依據(jù)RI的值大小按表1的規(guī)定進(jìn)行等級(jí)確定和狀況評(píng)估。4.4.3功能性狀況評(píng)估功能性缺陷參數(shù)G按以下公式計(jì)算：○1當(dāng)Y40時(shí)，G=10式中運(yùn)行狀況系數(shù)Y按下式計(jì)算：（公式3）式中，L—被評(píng)管道總長(zhǎng)度（m）Li—各缺陷長(zhǎng)度或者個(gè)數(shù)Pi—第i個(gè)缺陷權(quán)重，查表6可得n2—功能缺陷總個(gè)數(shù)表6.功能性缺陷等級(jí)權(quán)重○2確定地區(qū)重要性參數(shù)K，應(yīng)符合下表規(guī)定：表7.地區(qū)重要性參數(shù)依據(jù)MI的值大小按表2的規(guī)定進(jìn)行等級(jí)確定和狀況評(píng)估5、管道電視檢測(cè)（CCTV）應(yīng)用實(shí)例以下為廣州某區(qū)某城中村雨污分流改造工程的排水管道Wx-Wy管段的缺陷圖片：(管徑DN500、設(shè)計(jì)長(zhǎng)度50米)備注 沉積最高處占截面高度約10%，屬硬質(zhì)沉積物（碎石）。結(jié)構(gòu)性狀況評(píng)估和功能性狀況評(píng)估計(jì)算過(guò)程：①根據(jù)以上圖片判斷缺陷等級(jí)，查表3、表6得對(duì)應(yīng)缺陷等級(jí)的權(quán)重：結(jié)構(gòu)性缺陷為破裂4.00、變形2.00、脫節(jié)3.00、滲漏3.00；功能性缺陷為積水0.05、沉積0.25。②根據(jù)公式1和公式3計(jì)算得S=24，Y=4.18。③根據(jù)所得的S和Y，判定計(jì)算得F=0.25S=6，G=0.25Y=1.05。④且已知K=3、E=0、T=0并根據(jù)公式2和公式4計(jì)算得修復(fù)指數(shù)RI=4.5，養(yǎng)護(hù)指數(shù)MI=1.29。⑤最后根據(jù)表1和表2，該管道結(jié)構(gòu)性狀況評(píng)估為二級(jí)，功能性狀況評(píng)估為一級(jí)。6、問(wèn)題和建議①在檢測(cè)過(guò)程中，由于檢測(cè)前未充分做好清淤工作，從而導(dǎo)致管道積水沉積，有可能掩蓋了管道底部的其他缺陷，致使CCTV檢測(cè)無(wú)法正確評(píng)定管道的真實(shí)情況。因此，應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)前的管道預(yù)處理工作，若檢測(cè)條件較差，必要時(shí)可以輔以聲納檢測(cè)等其他檢測(cè)方法加以判定。②對(duì)于下井輔助檢測(cè)的相關(guān)人員必須佩戴安全帽和系上安全繩，井上設(shè)置安全警示標(biāo)志，同時(shí)應(yīng)派專人進(jìn)行安全監(jiān)護(hù)且不得擅離值守，如若需要爬入管內(nèi)必須佩戴口罩并用鼓風(fēng)機(jī)往管道鼓風(fēng)。每次檢測(cè)前必須提前半小時(shí)打開(kāi)被檢井蓋通風(fēng)，對(duì)于已使用的管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)必須用有毒有害氣體探測(cè)儀對(duì)管道內(nèi)氣體進(jìn)行探測(cè)，合格（井下的空氣含氧量不得低于19.5%，其他氣體含量應(yīng)符合CJJ6-2009的相關(guān)規(guī)定）后方可下井作業(yè)。7、結(jié)語(yǔ)管道電視檢測(cè)（CCTV）技術(shù)為城市排水管道現(xiàn)狀檢測(cè)提供了最為直觀、快速、經(jīng)濟(jì)的解決方案，為城市管道系統(tǒng)的改造和修復(fù)提供了全面、準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)，為城市地理信息建設(shè)提供了豐富、詳實(shí)的數(shù)據(jù)資料，是城市管線管理和維護(hù)技術(shù)的一個(gè)質(zhì)的飛躍。該項(xiàng)技術(shù)除應(yīng)用于城市排水管道和其他專業(yè)管道的內(nèi)部狀況檢測(cè)外，還可以應(yīng)用于搶險(xiǎn)救災(zāi)、考古等其他廣泛的領(lǐng)域，不僅為政府節(jié)約了大量資金，同時(shí)也減少對(duì)城市人民正常生活秩序的影響，獲得了良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我們有理由相信，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，非開(kāi)挖技術(shù)的成熟發(fā)展及相應(yīng)政策與法規(guī)的出臺(tái)，CCT