CCTV技术在浏阳高新区沿河污水干管检测中的应用研究

作者简介：吴碧辉（1990-），男，硕士，工程师。研究方向为工程检测。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.041

摘  要：该文以浏阳高新区某河段污水干管CCTV检测项目为例，简述CCTV检测技术的工作原理、检测方法，分析评估管道缺陷情况。该工程检测长度7 591.48 m，共检测188段管道，其中结构性缺陷528处，主要缺陷为错口、破裂、变形，导致管道后期有较大污水渗漏的风险，大大增加水体污染的可能性；功能性缺陷124处，主要为沉积和树根，严重影响管道的输送功能。

关键词：CCTV检测技术；污水干管；管道缺陷；浏阳高新区；缺陷检测

中图分类号：TU992      文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）15-0181-04

Abstract： This article takes a CCTV（Closed-Circuit Television） inspection project of a sewer main in a river section of Liuyang High-Tech Industrial Park as an example， briefly describes the working principle and inspection methods of CCTV inspection technology， and analyzes and evaluates the pipeline defect conditions. The project inspected a length of 7 591.48 meters， covering 188 sections of pipelines， among which 528 structural defects were identified， primarily consisting of misalignments， ruptures， and deformations. These defects pose a significant risk of increased sewage leakage in the later stages， greatly enhancing the likelihood of water body pollution. Additionally， 124 functional defects were found， mainly due to sedimentation and tree roots， which severely affect the pipeline's transportation function.

Keywords： CCTV inspection technology; sewer main; pipeline defects; Liuyang High-Tech Industrial Park; defect detection.

近年來水污染防治工作稳步扎实推进，水污染治理取得显著成效。由于水污染途径通常为“源-厂-网-河（湖）”，因此污染在河里，源头在岸上，管网质量及效能提升是治污关键，而管网质量检测可为管网设计、修复提供强有力的依据，为后期管网提质改造、减少水体污染奠定基础。

CCTV机器人视频检测技术主要应用于市政排水管道的检测，是一项新型的应用工程技术，通过对管道内部缺陷性质的判定、缺陷位置的精确定位，为排水管道正常运维及防治污水渗漏污染，提供可靠的技术依据。

1  浏阳高新区某沿河污水干管工程概况

浏阳高新区某沿河污水干管建于2010年，检测管道总长度为7 591.48 m，检测段数为188段，埋深为2.32～6.80 m，管径为DN500～1 200，其中管径DN500～700材质为HDPE双壁波纹管（21.3%），管径DN800～1 200材质为钢筋混凝土管（78.7%），不同管径分布情况如图1所示。

图1  管径分布情况

2  管道CCTV检测与评估方法

2.1  CCTV检测技术工作原理

管道闭路电视系统 Closed Circuit Television（简称CCTV）是管道便携式快速内窥摄像检测设备。管道CCTV检测系统由爬行器（即含摄像头的“机器人”）、线缆车和控制终端三大块组成。通过CCTV机器人对管道内部进行全过程录像检测，将影像传输到终端，再通过所拍摄的影像资料进行评估，从而简单有效地检测管道内部缺陷的类别及其准确位置，并结合所检测项目的地区重要性、土质影响等情况，分析研究排水管道缺陷的类别、特征，对管道的缺陷情况和运行状况进行评估分级，为排水管道后期的修复和养护设计的制定提供了可靠、有效的依据，并能够为排水管道修复、改造等管理提供科学依据，提高城市居民用水安全性[1-3]。

2.2  CCTV检测方法

2.2.1  管道堵水清淤作业

CCTV检测采用的是可视化检测技术，无法检查出积水与淤泥覆盖区域缺陷。当现场条件不符合时，应采取降低水位和清淤等措施，确保管道内水位与积泥不大于管道直径的20%，以达到检测要求[4]。由于本次检测污水干管长期处于运行状态，水位较高且大部分管段积泥较多，故检测前需对管道进行堵水清淤作业。

采用堵气囊、砌墙等措施对管道实施封堵，然后进行抽排降水，再采用人工或高压水枪方式进行清理，固体杂物采用人工方式搬出管道并袋装处理，淤泥则采用清污车吸出并运至指定处理点，管道疏通完毕后采用高压水枪冲洗，确保CCTV检测机器人可顺利通过并充分展现管道缺陷[6]。

2.2.2  CCTV机器人检测

疏通清理完毕后将检测机器人放入污水管内，在机器人计米器计米清零后，使其沿着管道爬行。摄像镜头移动轨迹保持在管道中轴线上，偏离度不应大于管径的10%，并及时适当调整摄像头位置并获取最佳影像。当机器人在管径大于200 mm时，行进速度不宜超0.15 m/s[4]。缺陷位置应为仪器显示距离加上机器人本身长度（约80 cm）。本项目检测设备为深圳博名维Dolphin-L2管道检测机器人，检测管径范围为300～3 000 mm，检测长度范围为0～120 ｍ。本项目CCTV检测具体流程如图2所示。

2.3  CCTV评估方法

本次管道检测与评估是依据行业标准CJJ 181—2012《城镇排水管道检测与评估技术规程》，该标准将管道缺陷分为结构性缺陷和功能性缺陷，将缺陷分为I—IV 4个等级，不同缺陷等级采用打分制，以此对管道缺陷等级进行评估[5]。

3  检测结果与分析

3.1  结构性缺陷检测结果分析

3.1.1  结构性缺陷检测结果

根据检测结果可知，所检测的7 591.48 m管道其结构性缺陷共528处，主要为I级、II级缺陷，其中I级缺陷306处、II级缺陷168处、III级缺陷37处、IV级缺陷17处，占比分别为57.95%、31.82%、7.01%、3.22%，具体结果见表1。结构性缺陷以I、级II级为主，二者合计高达88.77%，表现为轻中度缺陷，对管道影响相对较小。

图2  CCTV检测流程

3.1.2  结构性缺陷类型及原因分析

1）本工程污水干管缺陷类型主要为错口、破裂、变形和渗漏等结构性缺陷，其中错口占比最高，具体如图3所示。分析可知，缺陷有错口（365处）、破裂（78处）、变形（24处）、渗漏（20处），其占比分别为 69.12%、14.77%、4.55%、3.79%。错口缺陷所占比重最大的原因是本工程管道管材主要为钢筋混凝土管，其要求管径大于等于750 mm的管段，应在管内作整圈勾缝处理，而根据后期CCTV视频检测结果可知管道并未进行勾缝施工处理，而管段接口为刚性设计，接口不能充分接触，因此轻中度错口较多，集中为I级、II级缺陷。而本次错口III级、IV级缺陷主要出现在管道沿河道拐弯或因土质原因管道有下沉处。

图3  结构性缺陷类型及占比

2）破裂和变形缺陷主要集中在管材为HDPE双壁波纹管的管段。该管材在施工过程中易变形破损，且在长期使用中受到土体压力影响，当外部压力大于自身压力时，管道变形、破裂会加重。钢筋混凝土管材因自身承载力较好、刚性大，所以破裂及变形较小，同时破裂变形多发生在横穿道路区间，多为初期建道路施工时导致。钢筋混凝土管长期使用，管道会遭到污水腐蚀，而HDPE管材未见腐蚀缺陷，不同管材对缺陷影响具体如图4所示。

图4  不同管材结构性缺陷类型及数量

3）渗漏的主要原因有2点：①污水干管处于沿河岸边，距离河水较近，地下水位偏高；②存在错口、破裂、脱节等缺陷，造成管段存在渗漏点，其典型渗漏缺陷如图5所示。当地下水位高于管道水位时，河水渗入会降低污水浓度，同时将泥沙带入管内，引起堵塞；当地下水位低于管道水位时，污水会外溢进入土壤及河水中，引起环境污染。

（a）  破裂导致渗漏

（b）  错口导致渗漏

图5  典型渗漏缺陷

3.2  功能性缺陷检测结果分析

3.2.1  功能性缺陷检测结果

本项目功能性缺陷共发现124处，缺陷等级包含I—IV級，其中I级缺陷64处、II级缺陷49处、III级缺陷6处、IV级缺陷5处，占比分别为 51.61%、39.52%、4.84%、4.03%，主要是I—II级缺陷为主，沉积无III—IV级缺陷是由于管道检测前进行了堵水清淤，结果具体见表2。

表2  污水干管污水管道功能性缺陷类别、缺陷等级与缺陷

数量统计表

3.2.2  功能性缺陷类型及原因分析

统计分析可知，功能性缺陷类型以沉积和树根为主，包括沉积（44处）、树根（36处），其占比分别为35.48%、29.03%。其他为障碍物（26处）、结垢（14处）、残墙（4处），占比分别为20.97%、11.29%、3.23%。具体结果如图6所示。

图6  功能性缺陷类型及占比

1）CCTV检测清淤前，即发现本项目管道普遍存在沉积现象。沉积的主要原因：①该污水干管上游为永安镇雨污混流管道，还未改造完毕，导致雨水接入污水管道，使得雨水中的固体颗粒进入污水管道；②高新区工厂较多，工业废水较多，污染物沉积导致；③沿河管道有40%左右的检查井被覆盖，使得管道日常养护工作不能到位，导致沉积物未能及时清理；④部分管段修建时顶管施工有误差，导致管底标高存在问题，造成污水流动受阻，沉积物积累；⑤修建管道时，部分管道及其井室内的建筑用料未做处理，存在砂石、砖块、沥青及混凝土固结物等。

2）树根缺陷产生是由于管道铺设在河岸，而部分河段树木较多，同时又存在结构性缺陷错口，树根为吸取养料及水分，通过错口位置穿入管道内，形成管道堵塞，污水干管的正常运行受到影响。

4  结束语

本文以浏阳高新区某沿河污水干管为列，介绍了CCTV检测检测技术的应用，统计分析了缺陷数量、缺陷等级及管材对缺陷的影响。其主要问题为沉积、树根等功能性缺陷，导致管道堵塞，进而形成新的黑臭水体，而管道长期形成的错口、渗漏等结构性缺陷，使得污水外漏造成河水及土壤二次污染。本项目的功能性缺陷主要以I级、II级为主，表明管道的日常养护工作极其重要，可减少轻中度功能性缺陷的产生。管材选择需因地制宜，在易发生变形、破裂区域应选择刚性大的管材，以降低其结构性缺陷比率。研究成果对本工程污水管网后期设计及修复方案的制定具有重要的指导意义。同时分析了管道不同缺陷类型及其产生原因，对预防管道缺陷的产生及防止污水渗漏以减少环境污染具有借鉴意义。

参考文献：

[1] 雷芳芳.CCTV技术在福州市排水管道检测中的应用研究[J].给水排水，2019（45）：75-276.

[2] 曾威.管道CCTV检测技术在城市排水工程中的应用研究[J].资源信息与工程，2018，33（6）：114-115.

[3] 罗东旭.城市河流沿线排水管道检测及修复技术研究[J].工程技术与应用，2019（6）：97-99.

[4] 城镇排水管道检测与评估技术规程：CJJ 181—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[5] 王和平，安关峰，谢广永城.《镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ 181—2012）解读[J].给水排水，2014，40（2）：124-128．

[6] 肖倩，王俊然，陈辉，等.深圳市某片区排水管道CCTV检测评估与修复方案[J].给水排水，2019.45（9）：110-114.