污水管道CCTV检测技术介绍.doc
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污水管道CCTV检测技术介绍
技术支持单位：
甘肃拓维地理信息工程有限公司
1CCTV检测系统发展概述
管道的检测是进行修复和合理养护的前提，目的是了解管道内部状况。
根据管道内部状况，可以确认管道是否需要修复和修复应采用何种工法，可以科学地制订养护方案。
对于人员可以进入的大管径管道，从经济上考虑，可以派施工人员直接进入检查记录。
而对于人员无法进入的管道，必须采用其他方法。
现今使用最普遍的检测工具是管道闭路电视检测系统（Closed-CircuitTelevision）（简称CCTV），是专门应用于地下管道检测的工具。
该系统出现于20世纪50年代，到该世纪80年代此项技术基本成熟。
通常，CCTV系统安装在自走车上，可以进入管道内进行摄像记录。
技术人员根据检测录像，进行管道状况的判读，可以确定下一步管道修复采用哪些方法比较合适。
针对管内水位较高的情况，CCTV不能有效地拍摄水下的情况，声纳系统可作为补充，扫描出水下的积泥、异物和重大结构损坏情况，基本解决了CCTV的不足。
现今生产制造CCTV检测系统的厂商很多，例如：
IBAK公司、PerAarsleffA/S公司、Telespec、Pearpoint与Radiodetection等等。
虽然CCTV检测系统种类繁多，但是其功能大同小异。
通常，CCTV系统公司有自走式和牵引式两种。
近年来，由于自走式CCTV系统操作技术日趋成熟，该系统已经成为主流。
CCTV操作人员在地面远程控制CCTV检测车的行走，并进行管道内录像拍摄。
相关的技术人员根据这些检测录像，进行管道内部状况的判读与分析，以确定下一步管道修复采用哪种修复方法比较合适。
国内应用现代检测系统的城市较少，上海、北京等大城市近两年已作了不少的尝试。
非鹏公司在管道CCTV检测方面已经走在全国的前列，完成了大量的检测工项目，受到广大业主的一致好评。
国外一些发达国家上世纪50年代就已开始了研究，现已形成较完整的技术体系，不少国家已建立了技术标准。
各个国家的做法或标准并不相同，其中英国WRC（水务研究中心）标准、丹麦标准和日本标准具有一定代表性。
除了有标准，许多国家还颁布法规文件，真正将这一事业纳入法制化轨道。
比如英国就规定了排水管道依据管龄的长短，每隔1-5年就要检查一次。
日本则规定一般10年一次，管龄超过30年的，每隔7年查一次。
上海市水务局也正在起草法规性文件，对管道的检测主体、周期和经费等作出了规定。
除了排水管道，上海的自来水、煤（天然）气管道也开始使用CCTV作检测。
管道检测分为结构状况检测和功能性状况检测两大类。
结构性状况指管道本身的状况，例如管道接头、管壁、管基础状况等等，该项指标与管道的结构强度和使用寿命密切相关;功能性状况指管道运行中出现的状况，例如管道上集结油脂、管内泥沙沉积等等，它与管道的通水能力相关，通常可以通过管道养护疏通而得到改善，对管道的寿命影响不大。
CCTV的基本设备包括有：
（1）摄影机；
（2）灯光；（3）电线（线卷）及录影设备；（4）摄影监视器；（5）电源控制设备；（6）承载摄影机的支架；（7）牵引器；（8）长度计算器。
一般进行CCTV检测前需进行管道清洗工作，去除管内脏物，保证拍摄到效果良好的视频录像。
现今，管道清洗通常采用高压清洗车进行。
清洗车将管内的淤泥、沉积砂及污物等清除并将管内表面清洗干净，最后用清洗车的真空泵将汇集在窨井内的淤泥等吸除干净。
CCTV检测作业时，通常是从上游窨井向下游窨井方向进行。
当管内污水超过管径的20%时，通常需要对管道进行封堵、抽水。
现今国外通常采用橡皮气囊进行封堵，这种方法施工速度快、经济可靠。
2CCTV检测技术
1、CCTV检测
如图3.1所示，排水管道CCTV检测示意图
图1CCTV检测示意图
CCTV检测仪装备有最先进的摄像头、爬行器及灯光系统，完全由带遥控操纵杆的监视器控制，操作简单，移动方便。
可以进行影像处理、记录摄像头的旋转和定位。
具有高质量的图像记录和文字编辑功能。
其主要工作部分为一部四轮驱动的摄像小车和一台计算机。
根据不同管径，可以选用不同型号的CCTV。
通过它能够将管道中的情况一览无余。
在项目中对管内情况实在无法得知的时候，便采用此设备对管段进行检查。
在检查前首先要通过高压冲洗车对所需检测的管段进行冲洗，确保CCTV车能顺利通过，然后通过一种专用排水管管道堵塞器将上游排水管暂时封堵（采用的是德国制的管道堵塞器，这种堵塞器是一种橡胶制品，通过对其内部冲气使其膨胀达到堵塞管道的目的），然后用抽水机将井中的污水抽至附近的污水井中，待被观察管道中水深不至于淹没CCTV摄像头时即可投入工作。
在抽完井中污水的同时也可观察此时被检测管道中的水流情况，原先埋在水下不便检查的管段此时已“浮出水面”了。
2、CCTV检测设备
图2CCTV检测主要设备
l摄像爬行系统：
运用爬行系统将摄像设备推进至管道内部，由摄像系统拍摄管道内部影像，并适时将影像传送至控制台；
l控制电缆：
负责传送爬行设备指令、适时影像数据；
l控制台：
CCTV核心操作系统，负责发出控制指令，如爬行系统前行、倒退、摄像系统灯光等；接受影像数据并将影像数据储存至存储设备。
3CCTV检测评估
1、排水管道缺陷分类
根据《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》规定：
排水管道的缺陷分为功能性缺陷和结构性缺陷，功能性缺陷检查主要是检查管道的畅通情况，结构性检查主要是检查管道构造的完好程度。
各缺陷类别及代码表示可按照相关规程规定表示。
表2.1排水管道功能性缺陷分类、代码及等级表
缺陷名称
代码
缺陷定义
等级数量
沉积
CJ
管道内的油脂、有机物或泥沙质沉淀物减少了横截面面积。
有软质和硬质两种。
3
结垢
JG
由于含铁或石灰质的水长时间沉积于管道表面，形成硬质或软质结垢。
3
障碍物
ZW
管道内坚硬的杂物，如石头、柴枝、树枝、遗弃的工具、破损管道的碎片等。
3
树根
SG
单根树根或是树根群自然生长进入管道。
3
洼水
WS
管道沉降或堵塞形成水洼，水处停滞状态。
4
坝头
BT
残留在管道内的封堵材料。
3
浮渣
FZ
管道内水面上的漂浮物。
3
表2.2排水管道结构性缺陷分类、代码及等级表
缺陷名称
代码
缺陷定义
等级数量
破裂
PL
管道的外部压力超过自身的承受力致使管材发生破裂。
其形式有纵向、环向和复合三种。
4
变形
BX
管道的原样被改变（只适用于柔性管）。
变形比率=最大变形内径÷原内径
3
错位
CW
两根管道的套口接头偏离，未处于管道的正确位置。
邻近的管道看似“半月形”。
4
脱节
TJ
由于沉降，两根管道的套口接头未充分推进或接口脱离。
邻近的管道看似“全月形”。
4
渗漏
SL
来源于地下的（按照不同的季节）或来自于邻近漏水管的水从管壁、接口及检查井壁流出。
4
腐蚀
FS
管道内壁受到有害物质的腐蚀或管道内壁受到磨损。
管道标准水位上部的腐蚀来自于排水管道中的硫化氢所造成的腐蚀。
管道底部的腐蚀是由于水的影响。
3
胶圈脱落
JQ
接口材质，如橡胶圈、沥青、水泥等类似的材料进入管道。
悬挂在管道底部的橡胶圈会造成运行方面的重大问题。
3
支管暗接
AJ
支管未通过检查井直接侧向接入主管。
该方式须得到政府有关部门批准，未批准的定为4级。
4
异物侵入
QR
非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。
3
2、各缺陷的时钟表示法
如图3.3所示，采用时钟时针位置来描述管道病害出现在管道环向的位置。
图2.3时钟表示法图例
图中：
第一幅表示管道环向3点至9点位置存在病害，第二幅表示管道环向9点至3点位置存在病害。
3、管道结构状况评估
RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T
式中：
RI-管道结构状况评估指数
F-结构性缺陷参数
K-地区重要性参数
E-管道重要性参数
T-土质影响参数
如表2.3所示，根据RI的值评估排水管道结构状况，划分不同的结构状况等级。
表2.3排水管道结构状况评估
修复指数
RI＜4
4≤RI＜7
RI≥7
等级
一级
二级
三级
结构状况总体
评价等级
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。
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。
大部份管道已损坏，结构状总值总体较差，可作更新改造。
管段修复方案
点状修理或不修复
点状修理或缺陷管段整体修复。
整段紧急修复或翻新
4、管道功能状况评估
MI=0.8×G+0.15×K+0.05×E
式中：
MI-管道功能状况评估指数
G-功能性缺陷参数
K-地区重要性参数
E-管道重要性参数
如表2.4所示，根据MI的值评估排水管道功能状况，划分不同的功能状况等级。
表2.4排水管道功能状况评估
MI范围
MI＜4
4≤MI＜7
MI≥7
养护方式
不养护
局部养护
整体养护
功能状况总体
评价等级
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
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
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
2.4CCTV检测工作流程
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