電視檢測技術在水庫輸水管道中的應用

蔡　強　蔡海華　張蘇南

(1.湖北正嚴建設工程質量檢測有限公司， 湖北 黃石　435000；(2.黃石市振興工程監理有限公司， 湖北 黃石　435000)

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電視檢測技術在水庫輸水管道中的應用

蔡強1蔡海華1張蘇南2

(1.湖北正嚴建設工程質量檢測有限公司， 湖北 黃石435000；(2.黃石市振興工程監理有限公司， 湖北 黃石435000)

在現代工程中， 管道的使用越來越廣泛，而且管道大部分作為隱蔽工程，檢測難度大，其施工質量一直受到質疑。X5管道機器人電視檢測能夠直觀呈現出管道內部情況，為管道的安全檢測提供重要依據。本文主要介紹電視檢測技術在水庫輸水管道中的應用，并從檢測方法和原理、缺陷評估判讀等方面對該檢測技術加以闡述。

X5管道機器人； 電視檢測； 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，不便進行人工檢測。此外，由于施工技術、管理不到位等因素的影響，在水庫輸水管道的養護過程中破裂、變形、滲漏等現象時有發生。管道的檢測目的是了解管道內部狀況，根據管道內部狀況，確認管道是否需要修復和修復方法的主要途徑。而管道閉路電視檢測系統(CCTV)是使用最久的管道檢測系統之一，也是目前應用最普遍的方法。通過X5管道機器人CCTV檢測對水庫輸水管道內部做精細視頻檢測，實時影像監測、記錄、視頻回放、圖像抓拍及視頻文件的儲存等操作，通過內置的無線傳輸模塊抓拍缺陷圖片，標注缺陷級別，啟動分析軟件，進行判讀與報告分析，檢測完成后可立即自動生成檢測報告，為管道養護方案的科學決策提供有力的依據。

2　管道CCTV檢測方法和原理

X5管道機器人由爬行器、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、電纜線等管內作業部件為IP68防水標準。其中，爬行器可根據功能需求搭載不同規格型號的鏡頭，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、后退、停止、轉向、速度調節，鏡頭座的抬升、下降、燈光調節，鏡頭的水平或垂直旋轉、調焦、前后視切換等。在檢測過程中，主控制器可實時顯示、錄制鏡頭傳回的畫面以及爬行器的狀態信息，并可通過鍵盤錄入備注信息。將檢測作業現場錄制的檢測視頻導入到PipeSight管道檢測視頻判讀報告軟件中進行播放，編輯文件對應的檢測信息，在視頻播放過程中抓取缺陷圖像并指定缺陷分類、缺陷級別、縱向距離、環向位置后保存為缺陷判讀信息。軟件根據輸入的相關檢測信息、依照《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》(GJJ 181—2012)評估標準進行評估判讀，輸出檢測報告[1]。

3　管道缺陷

3.1管道缺陷的分類

在《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》評估標準中，管道缺陷按性質可分為結構性缺陷和功能性缺陷，結構性缺陷包括支管暗接、異物穿入、變形[圖1(a)]、錯口、腐蝕、滲漏[圖1(b)]、起伏、脫節、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檢測缺陷實例

3.2管道缺陷位置的表示方法

由于管道結構與外形的特殊性，在CCTV檢測中，除了需要確定缺陷類型外，還應記錄缺陷的位置，以利于科學地制訂養護方案與施工。CCTV視頻影像呈圓形，可以將各種缺陷反映在同一平面內，常用時鐘法來表示缺陷的范圍與大小。即將管道視作一個時鐘，按攝像頭所面對的方向以順時針時鐘的位置來表述缺陷在圓周中的位置，時鐘范圍越大，缺陷等級也相對較大[2]。

4　CCTV檢測在水庫大壩輸水管道的應用實例

以黃石市11座小型水庫大壩輸水管道進行CCTV檢測為例，論述CCTV檢測技術對水庫大壩輸水管狀態評價與應用。現場檢測照片見圖2。

圖2　水庫輸水管CCTV檢測現場檢測照片

4.1檢測結果分析

圖3　預制混凝土管缺陷統計

此次CCTV檢測11個水庫大壩輸水管道，包括4個混凝土管、4個PE管和3個鋼管。在預制混凝土管中，管道破裂、變形和滲漏等結構性缺陷較為常見，功能性缺陷以管道障礙物、結垢為主(圖3)；PE管主要存在管道變形和破裂等結構性缺陷，無功能性缺陷(圖4)；鋼管結構性缺陷主要為管道破裂、滲漏和腐蝕，功能性缺陷主要為結垢(圖5)。不同材質類型輸水管道的管道缺陷類型不同，但普遍存在管道破裂、滲漏等結構性缺陷，功能性缺陷相對較少。相比較預制混凝土管和PE管，鋼管更容易出現管道缺陷，此次檢測的3個鋼管都出現了不同程度的管道缺陷，管道腐蝕尤為嚴重。其主要原因為鋼管常年受雨水沖刷，水和土壤中的鹽、水、氧氣等與鋼管構成電化學腐蝕、微生物侵蝕，使鋼管的防腐層發生破壞。由于埋地管道不易檢查和維修，鋼管一旦發生腐蝕受化學反應的影響使腐蝕加劇。

圖4　PE管缺陷統計

圖5　鋼管缺陷統計

4.2檢測結論

黃石地區11座小型水庫大壩輸水管道普遍存在結構性缺陷，管道結構在短期內可能會發生破壞，應盡快修復。管道功能性缺陷較少，運行基本不受影響，沒有明顯要處理的缺陷，不需要養護。

5　結　語

一直以來，CCTV檢測系統主要應用于城市排水管道的檢測，在水利工程輸水管道中應用很少。實踐證明，現有的CCTV檢測技術同樣可為水庫大壩輸水管道狀態檢測提供直觀、快速、準確的解決方案，為水庫大壩輸水管道養護方案提供全面、科學的依據。

CCTV檢測技術在水利工程輸水管道檢測還處于一個萌芽階段，沒有形成較完整的技術體系，缺少水利行業標準。建議水利主管部門盡快建立CCTV檢測的水利行業標準，使水利行業的CCTV檢測有據可依、有技可施。

[1]馮成會,鄭洪標.CCTV檢測與評估技術在水庫排水涵管檢測中的應用[J].測繪通報,2013(S2):131-134.

[2]葛如冰.CCTV檢測技術在排水管渠質量檢測中的應用[J].城市勘測, 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