老舊雨水管道檢測技術應用研究
——以協和路雨水管道檢測為例

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

0 引言

隨著經濟社會的快速發展，部分城市市政系統雨污混流嚴重。城區雨污水管網主干道系統已經形成，但有些路段和老舊小區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，導致污水進入雨水系統，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行檢測。通過利用攝像頭錄像的方法，對管道內部的沉積、破損、異物穿刺、滲漏、支管暗接等管線狀態進行監測，可長距離、清晰錄制管道內部情況，通過主機存儲為技術人員提供分析數據[4]。

1.2 管道CCTV檢測系統

CCTV 檢測系統（閉路電視系統）是目前用于管道內窺檢測評估最先進、有效的方法。該系統包含爬行器和不同規格的鏡頭，通過電纜盤與主控制器建立連接來響應操作指令，爬行器在管道內部行進對管道內的銹層、結垢、腐蝕、穿孔、裂紋、變形等狀況進行探測和攝像，技術人員依據檢測技術規程進行評估，為管道敷設質量評定提供重要依據[5]。

對比而言，QV檢測為單一管道檢測設備，而CCTV 檢測系統為一個整體系統[6]。

1.3 探地雷達（GPR）

探地雷達是通過發射天線向地下發射高頻短脈沖電磁波，由接收天線接收反射波，并根據其回波旅行時間、幅度、波形的資料，經過計算機圖像處理和解譯，來確定地下管線位置及埋深。目前常用的探地雷達能夠實現二維、三維成像，對敷設的淺層管線區域進行掃描得到目標管線敷設深度數據，以及一些井蓋掩蓋區域，通過探地雷達技術對井蓋及管道位置進行探測[7]。

1.4 管道評估與建議依據

檢測評估采用的上海市地方標準《排水管道電視和聲納檢測評估技術規程》（DB31/T 444-2009）[8]，對管道的結構性狀況和管道功能性狀況進行評定，按管道的實際情況提出修復和養護的建議?！杜潘艿离娨暫吐暭{檢測評估技術規程》（DB31/T 444-2009）對管道缺陷分為結構缺陷程度4 級、功能缺陷3 級，分級表如表1 所示。結構缺陷類型包含破裂、變形、錯位、脫節、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、結垢、障礙物、樹根、洼水、壩頭、浮渣。管道修復指數和管道養護指數按照規范中的要求計算，下文通過示例進行評估演示。此案例采用探地雷達進行探測，并核對管線深度和標高。

圖1 QV檢測示意圖

圖2 管道CCTV檢測系統施工示意圖

圖3 地質雷達工作原理

表1 缺陷等級分類表

2 檢測案例

2.1 項目介紹

對協和路（通協路-北翟路）道路范圍內的排水管道進行檢測，經過現場踏勘，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。路面質量較好，方便進行CCTV、QV和探地雷達檢測。

2.2 檢測流程

首先收集業主方提供的管線資料，結合現場踏勘安排檢測任務，檢測完成后核對檢測數據，對于遺漏或者需要補充檢測部分進行補測。檢測任務完成后撰寫報告，由技術總工審核蓋章并提交給業主單位，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 現場踏勘

現場踏勘能為設計和檢測任務提供精準基礎數據。通過現場踏勘收據基礎數據，可以進一步排布施工計劃，踏勘包含復測管線標高及管徑、雨水井位置、接入管和接出管管底標高、管徑、地面標高、材質等信息。查明雨水管是否存在廚房廢水管、陽臺廢水管、衛生間污水管、和其他功能性不明確的生活污水管連接。

3 檢測結果分析

3.1 CCTV及QV檢測結果

協和路（通協路-北翟路）道路范圍內的排水管道共計29 段，共計發現異物穿入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 探地雷達檢測結果

采用探地雷達對每段管道的兩井中間部位進行探測，摸排管道埋深，共計探測29 處。探地雷達檢測到管頂埋深，通過管頂埋深和管半徑做加法得到管道中心埋深，結合坐標定位系統（RTK）采集此點位標高，與管道中心埋深相加計算得到被測管線的埋深坐標。利用探地雷達技術對管道埋深進行檢測，與管口、井蓋部位管道埋深進行核對，能夠互相驗證采集到的管道埋深，同時為判斷同段管道是否發生彎折、沉降提供數據支持，圖6為檢測到的管道位置。

圖6 探地雷達探測成果圖

3.3 修復指數RI與養護指數MI

3.3.1 結構性狀況評估（RI）

結構性缺陷參數F按公式（1）計算。

式中損壞狀況系數S 按公式（2）計算。

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”為計量單位時，1 個相當于縱向長度1m）；Pi為第i 處缺陷權重，應查表（《排水管道電視和聲納檢測評估技術規程》（DB31/T 444-2009）中的結構性缺陷等級權重和計量單位表）獲得；n1為結構缺陷處總個數。

管道修復指數按公式（3）計算。

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

3.3.2 功能性狀況評估（MI）

功能性缺陷參數G按公式（4）計算。

式中運行狀況系數Y 按公式（5）計算。

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”為計量單位時，1 個相當于縱向長度1 米）；Pi為第i 處缺陷權重，查表（《排水管道電視和聲納檢測評估技術規程》（DB31/T 444-2009）中的功能性缺陷權重和計量單位表）獲得；n2為功能缺陷處總個數。

管道養護指數按公式（6）計算。

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

3.4 評估結果匯總

經過結構性狀況評估（RI）與功能性狀況評估（MI）計算，結合探地雷達成果得出修復及養護指數如表2所示，共計8個管位、13處缺陷。

表2 評估結果匯總表

4 結語

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勢，結合探地雷達技術，對管道位置進行深度探測，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和運行管理提供數據支撐。

隨著科學技術發展，將會引入數字化、智能化“智慧管網”系統，通過將管網信息數字化，建立生態化的管網管理平臺，有效進行管網管理工作。