盧思同，韓玉珠，黃超 （.上海市地礦工程勘察（集團(tuán)）有限公司，上海 0007；.上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司，上海 0046；.上海光華巖土工程勘測設(shè)計(jì)有限公司，上海 006）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，部分城市市政系統(tǒng)雨污混流嚴(yán)重。城區(qū)雨污水管網(wǎng)主干道系統(tǒng)已經(jīng)形成，但有些路段和老舊小區(qū)仍存在雨污水管缺失、管徑不滿足使用需求、雨污管道混接的情況，導(dǎo)致污水進(jìn)入雨水系統(tǒng)，造成河道污染。雨水管道擁堵造成雨季路面大面積積水，給人民的生活帶來困擾[1-3]。

1 檢測技術(shù)與評估方法

1.1 管道潛望鏡檢測（QV）

QV 檢測是利用管道潛望鏡在檢測井對其進(jìn)行檢測。通過利用攝像頭錄像的方法，對管道內(nèi)部的沉積、破損、異物穿刺、滲漏、支管暗接等管線狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，可長距離、清晰錄制管道內(nèi)部情況，通過主機(jī)存儲為技術(shù)人員提供分析數(shù)據(jù)[4]。

1.2 管道CCTV檢測系統(tǒng)

CCTV 檢測系統(tǒng)（閉路電視系統(tǒng)）是目前用于管道內(nèi)窺檢測評估最先進(jìn)、有效的方法。該系統(tǒng)包含爬行器和不同規(guī)格的鏡頭，通過電纜盤與主控制器建立連接來響應(yīng)操作指令，爬行器在管道內(nèi)部行進(jìn)對管道內(nèi)的銹層、結(jié)垢、腐蝕、穿孔、裂紋、變形等狀況進(jìn)行探測和攝像，技術(shù)人員依據(jù)檢測技術(shù)規(guī)程進(jìn)行評估，為管道敷設(shè)質(zhì)量評定提供重要依據(jù)[5]。

對比而言，QV檢測為單一管道檢測設(shè)備，而CCTV 檢測系統(tǒng)為一個整體系統(tǒng)[6]。

1.3 探地雷達(dá)（GPR）

探地雷達(dá)是通過發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻短脈沖電磁波，由接收天線接收反射波，并根據(jù)其回波旅行時間、幅度、波形的資料，經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖像處理和解譯，來確定地下管線位置及埋深。目前常用的探地雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)二維、三維成像，對敷設(shè)的淺層管線區(qū)域進(jìn)行掃描得到目標(biāo)管線敷設(shè)深度數(shù)據(jù)，以及一些井蓋掩蓋區(qū)域，通過探地雷達(dá)技術(shù)對井蓋及管道位置進(jìn)行探測[7]。

1.4 管道評估與建議依據(jù)

檢測評估采用的上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《排水管道電視和聲納檢測評估技術(shù)規(guī)程》（DB31/T 444-2009）[8]，對管道的結(jié)構(gòu)性狀況和管道功能性狀況進(jìn)行評定，按管道的實(shí)際情況提出修復(fù)和養(yǎng)護(hù)的建議?！杜潘艿离娨暫吐暭{檢測評估技術(shù)規(guī)程》（DB31/T 444-2009）對管道缺陷分為結(jié)構(gòu)缺陷程度4 級、功能缺陷3 級，分級表如表1 所示。結(jié)構(gòu)缺陷類型包含破裂、變形、錯位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕、膠圈脫落、支管暗接、異物侵入。功能缺陷類包含沉積、結(jié)垢、障礙物、樹根、洼水、壩頭、浮渣。管道修復(fù)指數(shù)和管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)按照規(guī)范中的要求計(jì)算，下文通過示例進(jìn)行評估演示。此案例采用探地雷達(dá)進(jìn)行探測，并核對管線深度和標(biāo)高。

圖1 QV檢測示意圖

圖2 管道CCTV檢測系統(tǒng)施工示意圖

圖3 地質(zhì)雷達(dá)工作原理

表1 缺陷等級分類表

2 檢測案例

2.1 項(xiàng)目介紹

對協(xié)和路（通協(xié)路-北翟路）道路范圍內(nèi)的排水管道進(jìn)行檢測，經(jīng)過現(xiàn)場踏勘，此路段雨水管徑分別為225 mm、300 mm、800 mm。雨水管管道總長度為562.36 m。路面質(zhì)量較好，方便進(jìn)行CCTV、QV和探地雷達(dá)檢測。

2.2 檢測流程

首先收集業(yè)主方提供的管線資料，結(jié)合現(xiàn)場踏勘安排檢測任務(wù)，檢測完成后核對檢測數(shù)據(jù)，對于遺漏或者需要補(bǔ)充檢測部分進(jìn)行補(bǔ)測。檢測任務(wù)完成后撰寫報(bào)告，由技術(shù)總工審核蓋章并提交給業(yè)主單位，具體流程如圖4所示。

圖4 檢測工作流程

圖5 檢測缺陷圖像

2.3 現(xiàn)場踏勘

現(xiàn)場踏勘能為設(shè)計(jì)和檢測任務(wù)提供精準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過現(xiàn)場踏勘收據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步排布施工計(jì)劃，踏勘包含復(fù)測管線標(biāo)高及管徑、雨水井位置、接入管和接出管管底標(biāo)高、管徑、地面標(biāo)高、材質(zhì)等信息。查明雨水管是否存在廚房廢水管、陽臺廢水管、衛(wèi)生間污水管、和其他功能性不明確的生活污水管連接。

3 檢測結(jié)果分析

3.1 CCTV及QV檢測結(jié)果

協(xié)和路（通協(xié)路-北翟路）道路范圍內(nèi)的排水管道共計(jì)29 段，共計(jì)發(fā)現(xiàn)異物穿入1 處、破裂5 處、變形1 處、滲漏2處、錯位3處、障礙物1處。

3.2 探地雷達(dá)檢測結(jié)果

采用探地雷達(dá)對每段管道的兩井中間部位進(jìn)行探測，摸排管道埋深，共計(jì)探測29 處。探地雷達(dá)檢測到管頂埋深，通過管頂埋深和管半徑做加法得到管道中心埋深，結(jié)合坐標(biāo)定位系統(tǒng)（RTK）采集此點(diǎn)位標(biāo)高，與管道中心埋深相加計(jì)算得到被測管線的埋深坐標(biāo)。利用探地雷達(dá)技術(shù)對管道埋深進(jìn)行檢測，與管口、井蓋部位管道埋深進(jìn)行核對，能夠互相驗(yàn)證采集到的管道埋深，同時為判斷同段管道是否發(fā)生彎折、沉降提供數(shù)據(jù)支持，圖6為檢測到的管道位置。

圖6 探地雷達(dá)探測成果圖

3.3 修復(fù)指數(shù)RI與養(yǎng)護(hù)指數(shù)MI

3.3.1 結(jié)構(gòu)性狀況評估（RI）

結(jié)構(gòu)性缺陷參數(shù)F按公式（1）計(jì)算。

式中損壞狀況系數(shù)S 按公式（2）計(jì)算。

式中：L 為被評估管道的總長度（m）；Li為第i 處缺陷縱向長度（m）（以“個”為計(jì)量單位時，1 個相當(dāng)于縱向長度1m）；Pi為第i 處缺陷權(quán)重，應(yīng)查表（《排水管道電視和聲納檢測評估技術(shù)規(guī)程》（DB31/T 444-2009）中的結(jié)構(gòu)性缺陷等級權(quán)重和計(jì)量單位表）獲得；n1為結(jié)構(gòu)缺陷處總個數(shù)。

管道修復(fù)指數(shù)按公式（3）計(jì)算。

式中K、E、T值參見表（《排水管道電視和聲納檢測評估技術(shù)規(guī)程》（DB31/T 444-2009）中的地區(qū)重要性參數(shù)K 表、管道重要性參數(shù)E、管道周圍的土質(zhì)影響參數(shù)T）。

3.3.2 功能性狀況評估（MI）

功能性缺陷參數(shù)G按公式（4）計(jì)算。

式中運(yùn)行狀況系數(shù)Y 按公式（5）計(jì)算。

式中：L 為被評估管道的總長度（m）；Li為第i 處缺陷縱向長度（m）（以“個”為計(jì)量單位時，1 個相當(dāng)于縱向長度1 米）；Pi為第i 處缺陷權(quán)重，查表（《排水管道電視和聲納檢測評估技術(shù)規(guī)程》（DB31/T 444-2009）中的功能性缺陷權(quán)重和計(jì)量單位表）獲得；n2為功能缺陷處總個數(shù)。

管道養(yǎng)護(hù)指數(shù)按公式（6）計(jì)算。

式中K、E 值參見表（《排水管道電視和聲納檢測評估技術(shù)規(guī)程》（DB31/T 444-2009）中的地區(qū)重要性參數(shù)K 表、管道重要性參數(shù)E）。

3.4 評估結(jié)果匯總

經(jīng)過結(jié)構(gòu)性狀況評估（RI）與功能性狀況評估（MI）計(jì)算，結(jié)合探地雷達(dá)成果得出修復(fù)及養(yǎng)護(hù)指數(shù)如表2所示，共計(jì)8個管位、13處缺陷。

表2 評估結(jié)果匯總表

4 結(jié)語

CCTV 檢測和QV 檢測在老舊雨水管道檢測中有效率高、可視化效果好、安全、檢測圖像清晰直觀等優(yōu)勢，結(jié)合探地雷達(dá)技術(shù)，對管道位置進(jìn)行深度探測，能有效地探測兩個檢測井之間管道埋深情況，為接下來管道的修復(fù)和運(yùn)行管理提供數(shù)據(jù)支撐。

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，將會引入數(shù)字化、智能化“智慧管網(wǎng)”系統(tǒng)，通過將管網(wǎng)信息數(shù)字化，建立生態(tài)化的管網(wǎng)管理平臺，有效進(jìn)行管網(wǎng)管理工作。