山东省市政排水管道缺陷检测修复技术应用现状

山东省市政排水管道缺陷检测修复技术应用现状摘要：针对目前山东省市政排水管网运行中出现的问题进行了分析，结合国内行业技术的最新发展，建议采用电视内窥cctv技术对管道内部进行全方位检测，并提出内窥技术应与管道非开挖修复技术结合起来，实现管道维护工作的系统化，信息化。

关键词：市政排水；cctv检测；管道检测

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中图分类号：s607+.2文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）

我省排水管网存在的问题

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，随着城市建设的日益发展，环境保护和文明施工已成为社会各界的共识，因此排水管网的安全运行也愈来愈受关注。

目前山东省城镇排水管网所凸显的问题主要分为以下几个方面：

1）排水管线系统设计标准低，基础设施条件差，导致先天不足

以济南市的情况为例，根据2000年统计数字显示，济南市排水管网总长度共1124千米，仅次于青岛市（1459.91千米）和东营市（1125千米），市区排水管线系统比较滞后，老城区沿用的大多是几十年甚至上百年前的管线系统，而从1987年“8·26”暴雨洪灾以来，近年济南降水量始终维持在不高的水平，使城建规划设计时新建排水系统又采用了较低标准。资料显示，玉函路的收水管口径为300毫米，主干道历山路立交桥的管线口径也为300毫米，其他诸如千佛山西路、环山路、燕子山西路等路段均在此标准上下，而根据技术要求，要保证普通暴雨的顺利排水，管线口径至少应在500毫米左右。设计标准低是导致排水堵塞的一个不利因素。

2）管网病害导致地下水渗入，影响污水处理和引发管道淤堵

据山东建筑大学的一项调查研究发现，管网病害造成济南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省城镇中随处可见，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，给汛期排洪也带了安全隐患。

3）管网病害导致污水渗漏，土壤流失威胁路基安全

污水通过渗漏的方式，直接影响到地下水资源，给环境带来了极大的隐患。而在雨季或由于污水排放的潮汐现象，同样导致了管道外部附近的土壤流失，给道路的安全也带来了威胁。

4）附近存在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。

5）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。

以上几方面因素决定：应定期对重要及老龄排水管网进行安全健康检测，及时进行维修，保证排水管网运行通畅。此外我国新建管道竣工验收手段也存在着一些问题，据调查，国内行业内严格按照验收规范对排水管道进行闭水试验的情况很少，几乎没有单位对新建排水管道全部按照标准进行闭水试验验收。甚至有些地区从未对管道进行过闭水试验，只是在管道覆土回填前进行目测。当然也有一些负责任的监理会要求建筑物附近的排水管道全部进行闭水试验，以防止管道渗漏导致建筑基础的塌陷。根据现场人员介绍，导致这些现象的主要原因是闭水试验现场取水困难以及封堵麻烦等。由于管道验收的费用是包含在管道安装的定额中，并没有将验收费用独立出来并进行定额化，加上目前我国针对市政排水管道验收的规范与国外相比并不全面，因此这些情况与制度及相关设备的完善有密切关系。也有一些地区对管道的验收是在管道覆土后进行的，方法主要是闭水试验。地下水位高的地区通常也采用负压试验，将管道封堵后抽干管道中的积水，通过观察地下水渗入量来检测排水管道是否合格。但此方法验收普遍担心一旦验收不合格，对其修复与覆土之前发现问题进行的修复费用相差甚远。

因此，寻找安全可靠的现代化检测技术是进行新建管道竣工验收和老龄排水管网健康检测的重要前提。

排水管网内窥检测技术

1.检测技术概述

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给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。

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）。这一方法早先用于煤气管道的检测，后来普遍用于排水管网的检测。就目前国内情况来看，这一方法是管道内窥检测的主流。

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.检测评估内容

针对市政管网的内窥检测，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。通过对部分国家和地区的检测规程进行分析后，总结了市政管网检测评估包含的基本内容：

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）

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）

市政管网的非开挖修复技术

解决排水管网出现的结构性状况，国内长期以来普遍采用开挖重新埋管的方式进行处理。但随着社会的进步加上管网负担又日益加重，排水管道的非开挖修复技术也日益得到了行业内的认可。

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，因此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