電視檢測(cè)技術(shù)在水庫輸水管道中的應(yīng)用

蔡　強(qiáng)　蔡海華　張?zhí)K南

(1.湖北正嚴(yán)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司， 湖北 黃石　435000；(2.黃石市振興工程監(jiān)理有限公司， 湖北 黃石　435000)

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電視檢測(cè)技術(shù)在水庫輸水管道中的應(yīng)用

蔡強(qiáng)1蔡海華1張?zhí)K南2

(1.湖北正嚴(yán)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司， 湖北 黃石435000；(2.黃石市振興工程監(jiān)理有限公司， 湖北 黃石435000)

在現(xiàn)代工程中， 管道的使用越來越廣泛，而且管道大部分作為隱蔽工程，檢測(cè)難度大，其施工質(zhì)量一直受到質(zhì)疑。X5管道機(jī)器人電視檢測(cè)能夠直觀呈現(xiàn)出管道內(nèi)部情況，為管道的安全檢測(cè)提供重要依據(jù)。本文主要介紹電視檢測(cè)技術(shù)在水庫輸水管道中的應(yīng)用，并從檢測(cè)方法和原理、缺陷評(píng)估判讀等方面對(duì)該檢測(cè)技術(shù)加以闡述。

X5管道機(jī)器人； 電視檢測(cè)； 水庫輸水管道

1　前　言

水庫輸水管道由于其處于地下，具有隱蔽性，且大部分管徑較小，不便進(jìn)行人工檢測(cè)。此外，由于施工技術(shù)、管理不到位等因素的影響，在水庫輸水管道的養(yǎng)護(hù)過程中破裂、變形、滲漏等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。管道的檢測(cè)目的是了解管道內(nèi)部狀況，根據(jù)管道內(nèi)部狀況，確認(rèn)管道是否需要修復(fù)和修復(fù)方法的主要途徑。而管道閉路電視檢測(cè)系統(tǒng)(CCTV)是使用最久的管道檢測(cè)系統(tǒng)之一，也是目前應(yīng)用最普遍的方法。通過X5管道機(jī)器人CCTV檢測(cè)對(duì)水庫輸水管道內(nèi)部做精細(xì)視頻檢測(cè)，實(shí)時(shí)影像監(jiān)測(cè)、記錄、視頻回放、圖像抓拍及視頻文件的儲(chǔ)存等操作，通過內(nèi)置的無線傳輸模塊抓拍缺陷圖片，標(biāo)注缺陷級(jí)別，啟動(dòng)分析軟件，進(jìn)行判讀與報(bào)告分析，檢測(cè)完成后可立即自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，為管道養(yǎng)護(hù)方案的科學(xué)決策提供有力的依據(jù)。

2　管道CCTV檢測(cè)方法和原理

X5管道機(jī)器人由爬行器、鏡頭、電纜盤和主控制器四部分組成。其適用管徑范圍200～1200mm，且攝像頭、爬行器、電纜線等管內(nèi)作業(yè)部件為IP68防水標(biāo)準(zhǔn)。其中，爬行器可根據(jù)功能需求搭載不同規(guī)格型號(hào)的鏡頭，并通過電纜盤與主控制器連接。操作員可在地面上通過主控制器控制爬行器的前進(jìn)、后退、停止、轉(zhuǎn)向、速度調(diào)節(jié)，鏡頭座的抬升、下降、燈光調(diào)節(jié)，鏡頭的水平或垂直旋轉(zhuǎn)、調(diào)焦、前后視切換等。在檢測(cè)過程中，主控制器可實(shí)時(shí)顯示、錄制鏡頭傳回的畫面以及爬行器的狀態(tài)信息，并可通過鍵盤錄入備注信息。將檢測(cè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)錄制的檢測(cè)視頻導(dǎo)入到PipeSight管道檢測(cè)視頻判讀報(bào)告軟件中進(jìn)行播放，編輯文件對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信息，在視頻播放過程中抓取缺陷圖像并指定缺陷分類、缺陷級(jí)別、縱向距離、環(huán)向位置后保存為缺陷判讀信息。軟件根據(jù)輸入的相關(guān)檢測(cè)信息、依照《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》(GJJ 181—2012)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估判讀，輸出檢測(cè)報(bào)告[1]。

3　管道缺陷

3.1管道缺陷的分類

在《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中，管道缺陷按性質(zhì)可分為結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷，結(jié)構(gòu)性缺陷包括支管暗接、異物穿入、變形[圖1(a)]、錯(cuò)口、腐蝕、滲漏[圖1(b)]、起伏、脫節(jié)、破裂[圖1(c)]、接口材料脫落等10種，功能性缺陷包括沉積、浮渣、結(jié)垢[圖1(d)]、殘墻(壩根)、樹根、障礙物等6種。

圖1　水庫輸水管CCTV檢測(cè)缺陷實(shí)例

3.2管道缺陷位置的表示方法

由于管道結(jié)構(gòu)與外形的特殊性，在CCTV檢測(cè)中，除了需要確定缺陷類型外，還應(yīng)記錄缺陷的位置，以利于科學(xué)地制訂養(yǎng)護(hù)方案與施工。CCTV視頻影像呈圓形，可以將各種缺陷反映在同一平面內(nèi)，常用時(shí)鐘法來表示缺陷的范圍與大小。即將管道視作一個(gè)時(shí)鐘，按攝像頭所面對(duì)的方向以順時(shí)針時(shí)鐘的位置來表述缺陷在圓周中的位置，時(shí)鐘范圍越大，缺陷等級(jí)也相對(duì)較大[2]。

4　CCTV檢測(cè)在水庫大壩輸水管道的應(yīng)用實(shí)例

以黃石市11座小型水庫大壩輸水管道進(jìn)行CCTV檢測(cè)為例，論述CCTV檢測(cè)技術(shù)對(duì)水庫大壩輸水管狀態(tài)評(píng)價(jià)與應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片見圖2。

圖2　水庫輸水管CCTV檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片

4.1檢測(cè)結(jié)果分析

圖3　預(yù)制混凝土管缺陷統(tǒng)計(jì)

此次CCTV檢測(cè)11個(gè)水庫大壩輸水管道，包括4個(gè)混凝土管、4個(gè)PE管和3個(gè)鋼管。在預(yù)制混凝土管中，管道破裂、變形和滲漏等結(jié)構(gòu)性缺陷較為常見，功能性缺陷以管道障礙物、結(jié)垢為主(圖3)；PE管主要存在管道變形和破裂等結(jié)構(gòu)性缺陷，無功能性缺陷(圖4)；鋼管結(jié)構(gòu)性缺陷主要為管道破裂、滲漏和腐蝕，功能性缺陷主要為結(jié)垢(圖5)。不同材質(zhì)類型輸水管道的管道缺陷類型不同，但普遍存在管道破裂、滲漏等結(jié)構(gòu)性缺陷，功能性缺陷相對(duì)較少。相比較預(yù)制混凝土管和PE管，鋼管更容易出現(xiàn)管道缺陷，此次檢測(cè)的3個(gè)鋼管都出現(xiàn)了不同程度的管道缺陷，管道腐蝕尤為嚴(yán)重。其主要原因?yàn)殇摴艹Ｄ晔苡晁疀_刷，水和土壤中的鹽、水、氧氣等與鋼管構(gòu)成電化學(xué)腐蝕、微生物侵蝕，使鋼管的防腐層發(fā)生破壞。由于埋地管道不易檢查和維修，鋼管一旦發(fā)生腐蝕受化學(xué)反應(yīng)的影響使腐蝕加劇。

圖4　PE管缺陷統(tǒng)計(jì)

圖5　鋼管缺陷統(tǒng)計(jì)

4.2檢測(cè)結(jié)論

黃石地區(qū)11座小型水庫大壩輸水管道普遍存在結(jié)構(gòu)性缺陷，管道結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)可能會(huì)發(fā)生破壞，應(yīng)盡快修復(fù)。管道功能性缺陷較少，運(yùn)行基本不受影響，沒有明顯要處理的缺陷，不需要養(yǎng)護(hù)。

5　結(jié)　語

一直以來，CCTV檢測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用于城市排水管道的檢測(cè)，在水利工程輸水管道中應(yīng)用很少。實(shí)踐證明，現(xiàn)有的CCTV檢測(cè)技術(shù)同樣可為水庫大壩輸水管道狀態(tài)檢測(cè)提供直觀、快速、準(zhǔn)確的解決方案，為水庫大壩輸水管道養(yǎng)護(hù)方案提供全面、科學(xué)的依據(jù)。

CCTV檢測(cè)技術(shù)在水利工程輸水管道檢測(cè)還處于一個(gè)萌芽階段，沒有形成較完整的技術(shù)體系，缺少水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。建議水利主管部門盡快建立CCTV檢測(cè)的水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使水利行業(yè)的CCTV檢測(cè)有據(jù)可依、有技可施。

[1]馮成會(huì),鄭洪標(biāo).CCTV檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)在水庫排水涵管檢測(cè)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào),2013(S2):131-134.

[2]葛如冰.CCTV檢測(cè)技術(shù)在排水管渠質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[J].城市勘測(cè), 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