本公司提供专业的排水管道检测服务,涉及管道闭水闭气检测、内窥CCTV检测,并提供专业的检测评估报告。
   
概述排水管道的内窥检测技术
(北京管力非开挖技术有限公司北京100061)
摘自《中国市政工程》2007年第1期
摘要:随着城市发展,排水管网的安全管理工作显得日益重要,对排水管网的管理要求也逐渐提高。内窥检测技术从国外引进并逐渐本土化,为城市排水管道的运行管理和行业发展注入了新鲜的血液。
关键词:排水;管道;内窥检测
中图分类号:TU992.23文献标示码:A文章编号:1004-4655(2007)01-0091-03
城市排水管网是城市的重要基础设施之一,在城市生活中,排水管网是不可缺少的,被称作城市的血管。排水管网的结构稳固和功能保障是城市排水安全的重要保证。而管网设施中大龄管段也是管理维护的重点。据上海排水处统计,截至2005年底,上海市中心城区有超过15%的排水管道服役期在30年以上。
1排水管网的主要问题
1)南方大部分地下水较丰富。据同济大学的一项调查研究发现,管网的病害造成老城区地下水渗入量已超过污水总量的20%,使得地下水稀释作用下,进入城市污水处理厂的原生污水的COD等指标降低,从而影响到污水处理厂按设计参数运行,降低了污水处理厂的运行效率和处理效果。在地下水长期的搬运作用,排水管道附近土壤流失,使路基松动,路面高低不平的情况在我国城市中随处可见,路面塌陷危害交通安全的事故也时有发生。同时管网中淤泥沉积的概率大大提高,增加了设施养护的劳动强度。
2)北方大部分地下水位普遍较低。与南方相反,大量的污水通过渗漏的方式,直接影响了地下水资源,给环境带来了极大的隐患。而在雨季或由于污水排放的影响,使管道外部附近的土壤流失,给道路的安全带来了威胁。
3)其他水源对管道的影响。当排水管道附近存在自来水漏点或地下水源等情况时,排水管道由于地处地下水很丰富的区域,同样对管道周围基础存在冲蚀作用。
4)其他方面的影响。地基的不均匀沉降,地面动荷载的长期影响,管道所处土壤的性质等,各种原因使近年来老龄管道存在安全隐患。
2排水管网的内窥检测
2.1检测概述
我国城镇排水管道的检测长期以来都是通过简单的量泥斗、潜望镜以及潜水员手摸管道内壁等方法来进行的,并且主要是用于突发事件(如路面出现裂缝等)发生时的检查。随着现代检测技术的发展,可防患于未然的管道定期检测成为可能。
根据检测的目的不同,管道内窥检测可分为排水管道功能性检测和排水管道结构性检测两大类。
1)排水管道功能性检测,主要是以检查管道排水功能为目的的检测,一般检测管道的有效过水断面,并将管道实际过流量与设计流量进行比较,以确定管道的功能性状况。对于这类检测出来的问题一般可通过日常养护等手段进行解决。
2)排水管道结构性检测,主要是以检查管道材料结构现状为目的的检测,这类检测主要了解管道的结构现状以及连接状况,通过综合评估后确定管道对地下水资源及市政设施是否带来影响。对于这类结构性问题被检测出来后一般需要通过修复的手段来解决。
2.2检测使用的设备
根据检测使用的设备不同,管道内窥检测可分为内窥摄像(CCTV)检测和管道内窥声纳(Sonar)检测两大类。
1)管道内窥摄像检测(CloseCircuitTelevisionInspection),主要是通过闭路电视录像的形式,使用摄像设备进入排水管道将影像数据传输至控制电脑后进行数据分析的检测。这类检测可全面了解管道内部结构状况。检测前需要将管道内壁进行预清洗,以便清楚的了解管道内壁的情况。其不足之处在于检测时管道中水位需临时降低,对于检测高水位运行的排水管网来说需要临时做一些辅助工作(如临时调水、封堵等)。
2)管道内窥声纳检测(SonarInspection),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。这类检测用于了解管道内部纵断面的过水面积,从而检测管道功能性病态。其优势在于可不断流进行检测。不足之处在于其仅能检测液面以下的管道状况和不能检测管道一般的结构性问题。
2.3检测评估
针对排水管网的内窥检测大部分发达国家和地区都有完善的行业规程。我国从上个世纪90年代中期开始,逐渐有单位和企业开始从国外进口这类检测设备,但由于使用的单位多集中在城市管理部门,适合国内管网检测技术的相关技术规程等并没有受到行业的重视,直到2005年底才由上海水务局出台了国内首份管道检测技术规程,但由于地域等各方面原因没能在行业内大范围推广。笔者通过对部分国家和地区的检测规程学习后总结了排水管网检测评估包含的基本内容如下:
1)检测设备的要求:
设备能准确体现管道的状况(如管道的坡度、管道的内壁状况、管道内缺陷点的距离等),设备能出色完成检测任务(如检测车的速度、光源的照度、镜头的自由度、声纳的脉冲要求、图像的清晰度、数据线的强度,设备的防水、防爆等级等)。
2)检测所需的条件:
检测管段的数据资料(如管材、敷设年代、管径、埋深、管道连接方式、周边的地质状况、管段所处地段的地理特性等),检测管段的现场条件(如管道日常的流速、水位高度、管内及检查井内淤积厚度、管道所在路段的交通状况等)。
3)现场检测的要求:
操作规范(如指定检测的速度要求、摄像头的高度要求、照度要求等),控制过程(如现场工程师的签单表格等),突发情况的处理(如设备出现问题,或由甲方工程师现场提出更改意见后进行的处理等),管道的现场要求(如管道内的临时抽水的水位要求,管道清洗的程度等)。
4)检测项目附属项目的要求:
水流控制要求(如临时橡胶堵塞器封堵的压力要求、泵站配合的要求等),清洗的要求(清洗所达到的程度,清洗设备压力要求等),地面道路交通维护要求(如临时占道方案、交通导流方案等)。
5)评估报告编制的要求:
缺陷点代码的规定,各国描述排水管网的缺陷点大致相同,主要分为功能性缺陷和结构性缺陷(见表1),编制报告的内容要求(如包括项目信息、缺陷平面示意图、缺陷点照片等),编制报告人员的要求(如从事培训的时间要求、从事培训人员学历要求、从事培训的机构要求等),评估打分的要素(如包括缺陷点的等级打分、管段所处地质情况打分、管段所处的地区重要性打分等)
表1排水管网结构性缺陷点统计表
缺陷分类 |
缺陷名称 |
缺陷定义 |
结构性 缺陷 |
破裂 |
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。 |
变形 |
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 |
错位 |
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”。 |
脱节 |
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”。 |
渗漏 |
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。 |
腐蚀 |
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。 |
胶圈脱落 |
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。 |
支管暗接 |
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。 |
异物侵入 |
非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。 |
功能性 缺陷 |
沉积 |
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。 |
结垢 |
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。 |
障碍物 |
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。 |
树根 |
单根树根或是树根群自然生长进入管道。 |
垂直变向 |
管道沉降或其他原因导致管道内部垂直方向发生改变。 |
坝头 |
残留在管道内的封堵材料。 |
水平变向 |
管道内部水平方面发生改变 |
浮渣 |
管道内水面上的漂浮物。 |
管道内水面上的漂浮物。
6)检测成果的交付要求
交付成果所包括的内容要求(如图纸的比例要求、图像的清晰度要求、检测报告的完整性要求、检测报告的条理性要求、检测工程师的签字要求等)
3排水管网的非开挖修复技术
非开挖修复技术目前就修复特性主要可分为以下几大类:
1)内衬修复技术,此技术方法主要为在旧管道内部通过各种方式新建一条管道,此管道的管径要比原先管道小,坡度依赖于原先管道的坡度。而结构(如环刚度)有些可以完全自立不依赖原来的管道,有些则依靠原先旧管道的结构。此类技术就修复工艺不同可分为:翻转固化法(CIPP)、拖入固化法、螺旋制管法、短管内衬法、U型管拖入法、局部内套环法等。
2)置换旧管技术,此技术类似非开挖顶管技术,有涨管法、碎管法和吃管法等。主要通过外力将旧道管破坏的同时拖入新的管道,新管可以和原管管径相同也可比原管径大。但若新管径比原管径大,则需先行对管道附近其它地下管线进行探测,避免施工过程中影响到这些管线。此技术主要运用于给排水等横穿道路的管道更换项目中,因为此类技术通常需要开挖相对较长的工作坑。
3)其他,如局部注浆,涂层等方法。
具体选择修复工艺可通过内窥检测的结果进行综合分析,从经济上、技术上制定最合理的修复方案。
目前国外很多时候将管道非开挖修复运用于管道出现问题的初期,称之为:预防性修复。此类修复的难度和成本得到有效的降低,但排水管网的生命力却被增强。因此,在现代化城市排水管网改造过程中,管道非开挖修复可以作为很好的手段被借鉴。
3总结
排水管网内窥检测技术的进一步完善可以很好的解决城市道路的隐患,为科学的管理排水管网提供先进的技术支持。此技术还可广泛运用于工程交接、竣工验收、其它工程对排水管道的影响等情况的检测。发达国家已经将排水管网的定期检测作为法规来执行,我国建设部地下管线专业管理委员会也开始研讨排水管网的检测技术规程的编写工作。
将非开挖修复作为排水管网初期出现问题的解决方法,相信不管从经济效益还是从社会效益的角度分析都是值得推荐的好方法。
参考文献:
1孙慧修、郝以琼、龙腾锐,排水工程[M],中国建筑工业出版社,1993。
2成田爱世.下水道管渠的再生技术现状和今后的课题[J].日本月刊土木技术,2003(4)
3上海市排水管理处,上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程[S],2005年
4时珍宝、李田、孙跃平高地下水位地区排水管道渗漏的确定,工业用水与废水,2004(04):61
气压法或水压法检测
通常先采用封堵测试气囊对管道两端进行封堵,然后通过旁通对管道内部进行充水或充气。
通过测量一定时间内管道渗漏的水量或气量来判断被测试管段是否合格。
此方法可以代替闭水试验,测试结果可参考欧洲NEN-EN1610标准进行计算,也可通过以下规范进行分析计算:
《混凝土排水管道工程闭气检验标准》CECS19∶90
《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-9
《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》等
管道闭气试验

常见管道气压法或水压法测试的示意图。
注:新管道闭水试验可参考此法进行。
市政排水管道闭水试验方法
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