电视检测技术在水库输水管道中的应用

蔡　强　蔡海华　张苏南

(1.湖北正严建设工程质量检测有限公司， 湖北 黄石　435000；(2.黄石市振兴工程监理有限公司， 湖北 黄石　435000)



电视检测技术在水库输水管道中的应用

蔡强1蔡海华1张苏南2

(1.湖北正严建设工程质量检测有限公司， 湖北 黄石435000；(2.黄石市振兴工程监理有限公司， 湖北 黄石435000)

在现代工程中， 管道的使用越来越广泛，而且管道大部分作为隐蔽工程，检测难度大，其施工质量一直受到质疑。X5管道机器人电视检测能够直观呈现出管道内部情况，为管道的安全检测提供重要依据。本文主要介绍电视检测技术在水库输水管道中的应用，并从检测方法和原理、缺陷评估判读等方面对该检测技术加以阐述。

X5管道机器人； 电视检测； 水库输水管道

1　前　言

水库输水管道由于其处于地下，具有隐蔽性，且大部分管径较小，不便进行人工检测。此外，由于施工技术、管理不到位等因素的影响，在水库输水管道的养护过程中破裂、变形、渗漏等现象时有发生。管道的检测目的是了解管道内部状况，根据管道内部状况，确认管道是否需要修复和修复方法的主要途径。而管道闭路电视检测系统(CCTV)是使用最久的管道检测系统之一，也是目前应用最普遍的方法。通过X5管道机器人CCTV检测对水库输水管道内部做精细视频检测，实时影像监测、记录、视频回放、图像抓拍及视频文件的储存等操作，通过内置的无线传输模块抓拍缺陷图片，标注缺陷级别，启动分析软件，进行判读与报告分析，检测完成后可立即自动生成检测报告，为管道养护方案的科学决策提供有力的依据。

2　管道CCTV检测方法和原理

X5管道机器人由爬行器、镜头、电缆盘和主控制器四部分组成。其适用管径范围200～1200mm，且摄像头、爬行器、电缆线等管内作业部件为IP68防水标准。其中，爬行器可根据功能需求搭载不同规格型号的镜头，并通过电缆盘与主控制器连接。操作员可在地面上通过主控制器控制爬行器的前进、后退、停止、转向、速度调节，镜头座的抬升、下降、灯光调节，镜头的水平或垂直旋转、调焦、前后视切换等。在检测过程中，主控制器可实时显示、录制镜头传回的画面以及爬行器的状态信息，并可通过键盘录入备注信息。将检测作业现场录制的检测视频导入到PipeSight管道检测视频判读报告软件中进行播放，编辑文件对应的检测信息，在视频播放过程中抓取缺陷图像并指定缺陷分类、缺陷级别、纵向距离、环向位置后保存为缺陷判读信息。软件根据输入的相关检测信息、依照《城镇排水管道检测与评估技术规程》(GJJ 181—2012)评估标准进行评估判读，输出检测报告[1]。

3　管道缺陷

3.1管道缺陷的分类

在《城镇排水管道检测与评估技术规程》评估标准中，管道缺陷按性质可分为结构性缺陷和功能性缺陷，结构性缺陷包括支管暗接、异物穿入、变形[图1(a)]、错口、腐蚀、渗漏[图1(b)]、起伏、脱节、破裂[图1(c)]、接口材料脱落等10种，功能性缺陷包括沉积、浮渣、结垢[图1(d)]、残墙(坝根)、树根、障碍物等6种。

图1　水库输水管CCTV检测缺陷实例

3.2管道缺陷位置的表示方法

由于管道结构与外形的特殊性，在CCTV检测中，除了需要确定缺陷类型外，还应记录缺陷的位置，以利于科学地制订养护方案与施工。CCTV视频影像呈圆形，可以将各种缺陷反映在同一平面内，常用时钟法来表示缺陷的范围与大小。即将管道视作一个时钟，按摄像头所面对的方向以顺时针时钟的位置来表述缺陷在圆周中的位置，时钟范围越大，缺陷等级也相对较大[2]。

4　CCTV检测在水库大坝输水管道的应用实例

以黄石市11座小型水库大坝输水管道进行CCTV检测为例，论述CCTV检测技术对水库大坝输水管状态评价与应用。现场检测照片见图2。

图2　水库输水管CCTV检测现场检测照片

4.1检测结果分析

图3　预制混凝土管缺陷统计

此次CCTV检测11个水库大坝输水管道，包括4个混凝土管、4个PE管和3个钢管。在预制混凝土管中，管道破裂、变形和渗漏等结构性缺陷较为常见，功能性缺陷以管道障碍物、结垢为主(图3)；PE管主要存在管道变形和破裂等结构性缺陷，无功能性缺陷(图4)；钢管结构性缺陷主要为管道破裂、渗漏和腐蚀，功能性缺陷主要为结垢(图5)。不同材质类型输水管道的管道缺陷类型不同，但普遍存在管道破裂、渗漏等结构性缺陷，功能性缺陷相对较少。相比较预制混凝土管和PE管，钢管更容易出现管道缺陷，此次检测的3个钢管都出现了不同程度的管道缺陷，管道腐蚀尤为严重。其主要原因为钢管常年受雨水冲刷，水和土壤中的盐、水、氧气等与钢管构成电化学腐蚀、微生物侵蚀，使钢管的防腐层发生破坏。由于埋地管道不易检查和维修，钢管一旦发生腐蚀受化学反应的影响使腐蚀加剧。

图4　PE管缺陷统计

图5　钢管缺陷统计

4.2检测结论

黄石地区11座小型水库大坝输水管道普遍存在结构性缺陷，管道结构在短期内可能会发生破坏，应尽快修复。管道功能性缺陷较少，运行基本不受影响，没有明显要处理的缺陷，不需要养护。

5　结　语

一直以来，CCTV检测系统主要应用于城市排水管道的检测，在水利工程输水管道中应用很少。实践证明，现有的CCTV检测技术同样可为水库大坝输水管道状态检测提供直观、快速、准确的解决方案，为水库大坝输水管道养护方案提供全面、科学的依据。

CCTV检测技术在水利工程输水管道检测还处于一个萌芽阶段，没有形成较完整的技术体系，缺少水利行业标准。建议水利主管部门尽快建立CCTV检测的水利行业标准，使水利行业的CCTV检测有据可依、有技可施。

[1]冯成会,郑洪标.CCTV检测与评估技术在水库排水涵管检测中的应用[J].测绘通报,2013(S2):131-134.

[2]葛如冰.CCTV检测技术在排水管渠质量检测中的应用[J].城市勘测, 2010(3):142-143.

Application of CCTV detection technology in reservoir water conveyance pipeline

CAI Qiang1, CAI Haihua1, ZHANG Sunan2

(1.HubeiZhengyanConstructionEngineeringQualityTestingCo.,Ltd.,Huangshi435000,China；2.HuangshiZhenxingEngineeringSupervisionCo.,Ltd.,Huangshi435000,China)

Pipelines are used more and more widely in modern engineering. In addition, pipelines are mostly regarded as hidden project, the testing difficulty is high, and its construction quality is always questioned. Application of CCTV detection technology in reservoir water conveyance pipeline is mainly introduced in the paper, and the detection technology is described from the aspects of detection method and principle, defect assessment interpretation, etc.

X5 pipeline robot; CCTV detection; reservoir water conveyance pipeline

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.09.014

TV672+.2

B

1005-4774(2016)09- 0056- 03