前言 排水管网是城市重要的市政设施之一。结构和功能状况直接关系到整个城市的排水安全。据统计截止2006年底上海市城镇排水管道设施量达到了8120km,其中接近和超过耐用年限(30~4O年)约为1200km.很多管道不同程度地存在结垢、变形、渗漏等影响排水能力的缺陷。排水管道淤积、损坏情况经常发生。加强对排水管道的结构和功能检查与评估就显得格外重要。而传统的检查方法已不能适应如今对排水管道检查的要求。传统排水管道养护检查的主要方法是打开窨井盖,用量泥斗检查排水管道(包括主管和支管)的管口处的积泥情况,以此判定整个管道的积泥情况。用这样简单的方法检查显然不能检测管道内部的结构和功能状况,如排水管道内部结垢、沉积、障碍物、支管暗接、破裂、变形、渗漏等等,这些管道内部缺陷都严重影响排水管道服务功能。
1 背景和意义
在上海市,电视和声纳检测技术最初应用于中小型排水管道的功能性、结构性缺陷的检测。前些年电视和声纳检测技术主要用于对完成新建、改建工程、维修或新管道接入等工程措施的排水管道进行检测,并以检测报告作为排水管道移交接管的一项重要依据。近年来,随着对排水管道养护检查和排水安全生产要求越来越高,电视和声纳等检测技术在排水管道养护检查中开始得到应用。电视和声纳检测技术在无需人员下井、不影响管道正常运行的情况下,可以准确地检测出管道结构和功能状况.为排水管道养护检查提供了更加安全、科学和有效的检测手段。
2 电视和声纳检测技术简介
2.1 电视检测方法
根据检测设备的不同,管道电视检测可分为2种:闭路电视检测系统和管道潜望镜两种。
2.1.1 管道闭路电视检测系统英文称Closed Circuit Television简称CCTV。是目前国际上管道状况检测最为常用的一种手段。可以适用于管径150mm以上管道监测。CCTV系统主要包括:主控器、操纵线缆架和带摄像镜头的“机器人”爬行器。操作人员通过主控器,可以控制“爬行器”在管道内前进速度和方向,使其边沿管道前行,边拍摄采集图像进行实时管道监测,并将原始图像记录存储。以备进一步的分析。当完成CCTV的外业工作后,根据检测的影像数据分析管道内部结构状况、功能状况,编写检测报告。并根据用户的要求对CCTV影像数据进行处理,最终以光盘或录像带形式存盘,指导未来的管道维护工作。
2.1.2 管道潜望镜(英文称QuickView简称窥无忧)是管道快速检测设备,它通过长度可调的手柄将高放大倍数的摄像头放人人井或隐敝空间.就如同潜水艇上的潜望镜一样一目了然看清地下目标,能够在直径150—1500mm管道的管口探测管道内部情况,能够清晰地显示管道裂纹、堵塞等内部状况检.测纵深最大可达80m。
声纳是水下探测方面强有力的工具。排水管道声纳检测系统适于满管或半满管水的管道方面的检测工作。可以对直径400~5000mm的排水管道内部的轮廓变形和破裂以及沉积物的整体形状进行清晰的扫描。扫描声纳安装在特殊梭型漂浮装置上。可顺流前进或在牵引电缆、牵引车的牵引下前进。利用水中声波对水下环境结构进行扫描探测,并可以将排水管道的各种机械变形、缺陷、沉降、错位、断裂、淤堵的声纳图像同步清晰地传送到地面上的彩色PC监控器上,并通过软件处理声纳提供的图像.计算下水道中沉积物的数值。
3 电视和声纳检测在排水管道养护检查中的实际应用
为加强对全市排水管道养护的监督管理,确保排水管道畅通无阻、安全度汛,上海市排水管理处2008年6月委托有资质的检测单位应用电视和声纳检测技术组织对中心城区l2个区的排水管道养护情况进行了抽查。在本次抽查中,电视和声纳检测的各项技术标准、规定等都严格按照《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》执行。由于本次抽查目的是检查排水管道的养护情况,主要针对排水管道的主管和支管内部积泥情况进行检测,所以在选取检测方法时,主要参照以下3个原则:
1)在排水管道主管的水位较低时采用CCTV或者“窥无忧”等电视检测技术:
2)排水管道主管的水深超过300mm时采用声纳检测技术:
3)支管推荐采用窥无忧检测(支管的管径一般较小,用窥无忧就可以快速清晰地检查出管道积泥情况)
3.2 排水管道养护的抽查方法
1)检查内容
每个路段抽查一段主管(即相邻二座检查井之间的主管道)及接入这二座检查井的支管。雨水、合流管道每个路段抽查1段主管和接人该段主管的支管,污水管道每个路段抽查1段主管和1条接入该段主管的支管
2) 抽查比例
每个行政区抽查的排水管道中.雨水、合流、污水管道的抽查比例可根据各区的设施量情况确定,也可根据抽查要求做适当调整。
雨水、合流、污水管道不同管径的抽查比例可参照如下比例:
雨水管道大、中、小管道的比例为3:4:3。
合流管道大、中、小管道的比例为2:4:4。
污水管道大、中、小管道的比例为1:5:4
3)排水管道检查评分办法
排水管道检查结果根据管道平均积泥深度与管道直径的比例,分为合格、中度积泥和严重积泥三个等级。评分时砖块异物、树根、油脂泥垢、坍塌、严重错口等管道隐患根据过水断面的减少及影响排水功能的程度,归到对应等级内。
注:本抽栓办法中不再区分软质积泥和硬质积泥。
4)检测报告要求
首先提供管道位置示意图(包括路名、路段、附近单位名称或门牌号、指北针等。提供管道位置示意图可以为找到问题严重的管道养护和清泥提供方便。必要时还应提供附近单位门面的照片。
管道声纳检测截取的图片中要求标明包括管道轮廓线、管道管径、管道内水位线、管道积泥深度线等信息。
通过声纳检测管段的截图还需要绘制管道积泥纵断面图,图中应包括:路名、路段、井号、管径、长度、流向、图像截取点纵距及对应的积泥深度、对应的积泥百分比等文字说明(详见图7)。图中纵断面线条从下到上依次为:管底线、允许积泥深度线(与管底的距离为管径的1/5)、积泥深度线、管顶线,其中允许积泥深度线采用虚线表示。
4 小结和展望
从2008年6月对上海中心城12个区、120条主管、486条支管的抽查结果和各行政区排水主管部门反馈的情况来看,电视和声纳检测准确、清晰地反映了的排水管道的功能状况,是排水养护检查的有效手段。本次抽查中,电视和声纳检测在反映了排水管道功能状况的同时,还帮助各区排水主管部门发现了一些隐藏在管道内部的结构性缺陷连同提供实例照片。诸如发现典型管道壁破裂、重度沉积、错位、渗漏、严重结垢、支管暗接、坝头、硬质障碍物等管道缺陷类型。这些管道缺陷都是防汛排水中的重大隐患,而电视和声纳检测报告为各区排水主管部门尽早排除隐患提供了依据。
目前上海市排水管道养护管理手段仍处于落后状态,除闵行区采取声纳检测,虹13区采取养护监理外。其他各区仍停留在传统人工检查阶段。而国外一些发达国家早在上个世纪50年代已开始了对电视和声纳检测技术的研究,现已形成较为完整的技术体系.并建立了排水管道定期检查的制度保证了管龄较长的排水管道的安全运行。2008年6月份的电视和声纳检测总共抽查了120个路段,在8120km排水管道设施量中占的比例是极其微小的,却已发现了排水管道养护中的许多问题和潜在隐患。进一步说明了建立排水管道养护定期检测制度的重要性和必要性。
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