李順安,李婷,溫慧鋒,陶煥壯
(南寧市勘測設計院集團有限公司,廣西 南寧 530000)
截至2019年,全國排水管道總長超過74萬千米,某省排水管道總長約為1.73萬千米;該省某市排水管道總長約為 4 865 km,其中污水管道 1 356.3 km,雨水管道 3 173.8 km,雨污合流管道 334.9 km[1]。當前,由于排水管道材質、施工質量及日常管養(yǎng)維護不足等因素的影響,我國已建排水管道普遍存在錯口、破裂、滲漏、脫節(jié)、變形、淤積、腐蝕等結構性和功能性缺陷,且有日益嚴重的趨勢[2~8]。城市排水管道作為城市重要的基礎設施,在城市防洪排澇、水污染防治中起著舉足輕重的作用。為了提升市政排水管道工程施工質量,近年來該市積極探索,將CCTV檢測技術引入市政排水工程施工管理中,新建排水管道在投入使用前需對其結構性和功能性狀況進行檢查,檢測合格后方可組織竣工驗收,避免出現(xiàn)管道帶病工作。本文利用CCTV檢測技術對該市新建排水管道和檢查井進行檢測分析。
本次對2020年該市新建、擴建、改建的225.33 km排水管道進行檢測,其中污水管道 126.84 km,雨水管道 98.49 km;檢查井 7 864個,其中污水檢查井 4 386個,雨水檢查井 3 478個。
(1)檢測設備
排水管道檢測設備選用武漢中儀X5-H和博銘維Dolphin-L2管道檢測機器人,由攝像鏡頭、爬行器、照明器、絞車、電源及主控制器等組成。爬行機器人在管道內進行攝像檢測,并通過纜線將采集的視頻數(shù)據(jù)實時傳輸至地面控制設備,以便對管道缺陷情況進行判讀。
(2)檢測流程
管道CCTV檢測按照《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術規(guī)程》(CJJ181-2012)執(zhí)行,新建排水管道檢測流程主要包括五個階段:前期準備階段、管道預處理階段、數(shù)據(jù)采集階段、缺陷判讀與報告編制階段、申請竣工驗收,檢測流程如圖1所示。
圖1 管道檢測流程
①前期準備階段
收集排水管道的地理信息、管徑、連接關系等基礎資料,并進行現(xiàn)場踏勘,確定現(xiàn)場及管道內部的作業(yè)條件。
②管道預處理階段
排水管道檢測要求如表1所示,當管道內條件未達到要求時,需要對管道進行沖洗清淤、封堵抽排水等預處理。
表1 管道檢測條件
③數(shù)據(jù)采集階段
當排水管道達到檢測條件時,利用CCTV管道內窺電視檢測系統(tǒng)對排水管道進行檢測,采集管道內部視頻數(shù)據(jù)。
④缺陷判斷與報告編制階段
利用采集的管道內窺檢測數(shù)據(jù),以《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術規(guī)程》(CJJ181-2012)中管道結構性、功能性缺陷等級劃分表為標準,對排水管道的缺陷進行判定,并形成排水管道檢測報告,作為排水管道竣工驗收的重要依據(jù)。
⑤申請竣工驗收
參照《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50268-2008),結合《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術規(guī)程》(CJJ181-2012)中缺陷等級劃分標準,根據(jù)管道實際運行經驗與CCTV檢測結果,判定是否符合竣工驗收標準,申請竣工驗收標準如表2所示。
表2 申請竣工驗收標準
檢測的7 864個檢查井中,存在缺陷的有500個,占檢查井總數(shù)的6.36%,其中結構性缺陷58個,功能性缺陷442個。存在缺陷的污水檢查井276個,雨水檢查井217個,占各自檢查井數(shù)的6.29%和6.44%。檢查井各類缺陷發(fā)生的概率為:井底積泥、雜物>水流不暢>井壁滲漏>井壁裂縫>抹面脫落>流槽破損和未建井室,各類缺陷數(shù)量如圖2所示。
圖2 檢查井缺陷統(tǒng)計
CCTV檢測發(fā)現(xiàn)管道缺陷共計14 322個,總缺陷密度為 15.73 m/個。根據(jù)缺陷類型劃分,結構性缺陷和功能性缺陷分別為 12 804個和 1 518個,各占89.40%和10.60%。根據(jù)管道類型劃分,污水管道和雨水管道缺陷數(shù)量分別為 11 323個和 2 999個,各占79.06%和20.94%。
管道需要整改的缺陷共計5 458個,占總缺陷數(shù)的38.11%,缺陷密度為 41.28 m/個。根據(jù)缺陷類型劃分,結構性缺陷和功能性缺陷分別為 3 940個和 1 518個,各占72.19%和27.81%。根據(jù)管道類型劃分污水管道和雨水管道需要整改的缺陷數(shù)量分別為 4 405個和 1 053個,各占80.71%和19.29%。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,污水管道的缺陷數(shù)量和缺陷密度明顯高于雨水管道,污水和雨水管道的缺陷情況及缺陷密度如表3和表4所示。
表3 排水管道缺陷情況統(tǒng)計
表4 排水管道缺陷整改率與缺陷密度統(tǒng)計
(1)管道結構性缺陷
①結構性缺陷總體情況
對12 804個結構性缺陷進行分類統(tǒng)計,結果顯示常見的五類結構性缺陷為:錯口、破裂、滲漏、腐蝕、異物穿入。
根據(jù)管道類型對結構性缺陷進行分類統(tǒng)計,結果顯示。
污水管道結構性缺陷共計10 227個,缺陷密度為 12.40 m/個,常見的五類結構性缺陷為:錯口、破裂、滲漏、腐蝕、異物穿入。
雨水管道結構性缺陷共計2 577個,缺陷密度為 38.3 m/個,常見的五類結構性缺陷為:滲漏、錯口、破裂、脫節(jié)、接口材料脫落。
各類管道結構性缺陷總體分布情況如圖3所示。
圖3 管道結構性缺陷總數(shù)統(tǒng)計
②2級及以上結構性缺陷情況
排水管道2級及以上結構性缺陷共3 940個,需要進行整改。統(tǒng)計分析各缺陷類型,結果顯示常見的五類2級及以上結構性缺陷為:破裂、錯口、腐蝕、接口材料脫落、脫節(jié)。
根據(jù)管道類型進行統(tǒng)計分析,結果顯示。
污水管道2級及以上結構性缺陷共計 3 309個,缺陷密度為 38.33 m/個,發(fā)生比例較高的五類缺陷為:破裂(44.27%)>錯口(31.25%)>腐蝕(7.74%)>接口材料脫落(6.53%)>脫節(jié)(3.81%)。
雨水管道2級及以上結構性缺陷共計631個,缺陷密度為 156.09 m/個,發(fā)生比例較高的五類缺陷為:破裂(40.89%)>錯口(25.36%)>脫節(jié)(14.10%)>接口材料脫落(7.13%)>變形(3.80%)。
排水管道2級及以上結構性缺陷分布情況如圖4所示。
圖4 管道2級及以上結構性缺陷數(shù)量統(tǒng)計
(2)管道功能性缺陷
管道功能性缺陷需進行全部整改,對1 518個功能性缺陷進行分類統(tǒng)計分析,結果顯示缺陷發(fā)生概率為:結垢(31.42%)>沉積(30.44%)>障礙物(26.61%)>樹根(6.06%)>殘墻、壩根(4.81%)>浮渣(0.66%)。
按管道類型進行分類統(tǒng)計分析,結果顯示。
污水管道共有功能性缺陷1 096個,缺陷密度為 115.73 m/個,缺陷發(fā)生概率為:沉積(31.75%)>結垢(30.02%)>障礙物(25.91%)>樹根(8.03%)>殘墻、壩根(3.74%)>浮渣(0.55%)。
雨水管道共有功能性缺陷422個,缺陷密度為 233.40 m/個,缺陷發(fā)生概率為:結垢(35.07%)>障礙物(28.44%)>沉積(27.01%)>殘墻、壩根(7.58%)>樹根(0.95%)、浮渣(0.95%)。
各類管道功能性缺陷分布情況如圖5所示。
圖5 管道功能性缺陷總數(shù)統(tǒng)計
(3)檢測管道合格率
共檢測管道225.33 km,檢測合格的管道長度占比75.79%,需要整改的管道長度占比24.21%;此外雨水管道的檢測合格率要明顯高于污水管道,各類管道的檢查合格情況如表5所示。
表5 管道首次檢測合格情況統(tǒng)計
(1)本次共檢測排水管道225.33 km,檢測合格和需整改的管道長度分別為 170.78 km和 54.55 km,占比為75.79%和24.21%。檢測的 7 864個檢查井,存在缺陷500個,缺陷率為6.36%。由此可見,對新建(改建、擴建)排水管道進行CCTV檢測十分必要,通過檢測可以有效發(fā)現(xiàn)管道中存在的問題,督促施工單位進行整改,整體提升排水管道工程施工質量。
(2)CCTV檢測發(fā)現(xiàn)排水管道缺陷 14 322個,需要整改的缺陷 5 458個,占總缺陷數(shù)的38.11%,需要整改的缺陷中結構性缺陷和功能性缺陷各占72.19%和27.81%。需要整改比例較高的缺陷,結構性缺陷為:破裂>錯口>腐蝕>接口材料脫落>脫節(jié),功能性缺陷為:結垢>沉積>障礙物>樹根>殘墻、壩根>浮渣。由此可見,需要整改的缺陷中結構性缺陷數(shù)量明顯高于功能性缺陷,說明新建管道存在的缺陷主要為結構性缺陷。通過對存在結構性缺陷的管道進行認真判別與梳理,初步判斷引起管道結構性缺陷的因素可能有:①管材自身質量差導致管道容易被壓破,管徑尺寸存在較大偏差導致安裝時錯口;②地基、管座處理不合格,管道發(fā)生不均勻沉降、位移導致出現(xiàn)管道起伏、脫節(jié)、錯口等缺陷;③溝槽回填材料不合格、回填過程不規(guī)范,導致管道破裂、錯口、變形等缺陷;④承插口損毀、連接不到位、未安裝橡膠圈等管道安裝、連接不規(guī)范問題,導致管道脫節(jié)、接口材料脫落等缺陷。
(3)統(tǒng)計結果顯示,需要整改的缺陷中污水管道和雨水管道各占80.71%和19.29%;污水管道需整改的缺陷密度為 28.79 m/個,需整改率31.73%;雨水管道需整改的缺陷密度為 93.53 m/個,需整改率14.52%。由此可見,污水管道的缺陷數(shù)量、缺陷密度、管道需整改率明顯高于雨水管道。經分析,引起該結果的原因可能有:①由于污水管道埋設深度普遍深于雨水管道,管道溝槽深度更深,管道受降雨、地下水、土壤的影響更大,承受的外部荷載也更大,因此對管道的材質、基礎的處理、溝槽的回填、管道的安裝等施工環(huán)節(jié)要求更高,施工質量存在的問題在污水管道中會放大,并反映出更多的管道缺陷問題;②污水管道中輸送的污水存在一定的腐蝕性,且管道處于長期不間斷的工作狀態(tài),因此相較雨水管道受到侵蝕的概率更大;③管道施工過程中殘留的建筑雜物、砂石等未清除干凈,管道完成閉水實驗后封堵未進行拆除等。
(1)持續(xù)加強市政排水管道工程施工質量與安全管理工作,結合管道埋設條件和排水性質,合理選擇管材,同時提升管道外部溝槽施工質量,提高管道適用性和耐用性。此外建立排水管道檢測長效機制,對市政排水管道工程施工質量進行嚴格把控,及時發(fā)現(xiàn)和處理排水管道工程施工中出現(xiàn)的管道破裂、變形、脫節(jié)、錯口、堵塞、滲漏等問題,嚴把排水管道投入使用的“入口關”,確保排水管道健康落地工作。
(2)結合排水管道檢測結果劃分市政排水管道工程施工單位“紅黑榜”,有效約束長期存在施工質量問題的施工單位,整體提升施工單位責任心和工程施工質量。