張鵬飛 韓寶剛 檀繼猛 邵士成 曹桂州

（濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，水生態(tài)問(wèn)題凸顯，水污染這個(gè)名詞也納入了我們的關(guān)注范圍，各地陸續(xù)開(kāi)展“兩個(gè)清零、一個(gè)提標(biāo)”專項(xiàng)行動(dòng)［1］。新建小區(qū)是城市污水的源頭，其排水管網(wǎng)的健康狀況直接影響著城市水環(huán)境［2］。因此，對(duì)新交付小區(qū)進(jìn)行全管段檢測(cè)，從源頭上掌握排水管道的具體運(yùn)轉(zhuǎn)情況，成為現(xiàn)階段整治城市雨污合流問(wèn)題的重要手段之一。目前，常見(jiàn)的排水管道檢測(cè)方法包括：CCTV 檢測(cè)、QV 檢測(cè)（管道潛望鏡檢測(cè)）、聲吶檢測(cè)、人工檢視以及管道掃描等方法［3-5］。CCTV 檢測(cè)技術(shù)誕生于20 世紀(jì)50 年代的歐洲，經(jīng)歷近半個(gè)世紀(jì)發(fā)展，自20 世紀(jì)90 年代進(jìn)入中國(guó)，逐步應(yīng)用于排水管道的設(shè)計(jì)、建設(shè)和竣工驗(yàn)收等方面［6-7］。新建小區(qū)作為城市污水主要來(lái)源，其排水管網(wǎng)的健康狀況對(duì)整個(gè)城市的水環(huán)境質(zhì)量提升有著重要意義。

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的提質(zhì)增效逐步重視，從源頭治理的角度，新建小區(qū)排水系統(tǒng)的提質(zhì)增效是保障雨污分流改造成效的一個(gè)重要部分［8］。以濟(jì)南市主城區(qū)176 個(gè)新建小區(qū)排水管網(wǎng)檢測(cè)為例，分別介紹CCTV 檢測(cè)的技術(shù)路線、檢測(cè)內(nèi)容、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用實(shí)例，并作出結(jié)果分析。

1 CCTV檢測(cè)

CCTV 檢測(cè)指通過(guò)閉路電視錄像的形式，將攝像設(shè)備置于排水管道內(nèi)，在終端電視屏幕上進(jìn)行直觀影像顯示和影像記錄存儲(chǔ)的圖像通信檢測(cè)系統(tǒng)［9］。CCTV 檢測(cè)采集的影像數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)后，由專業(yè)的檢測(cè)工程師對(duì)影像資料進(jìn)行判讀，通過(guò)專業(yè)知識(shí)和專業(yè)軟件對(duì)管道現(xiàn)狀進(jìn)行分析、評(píng)估，有效地查明管道內(nèi)部破損情況、腐蝕狀況及滲漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，科學(xué)全面地了解管道的現(xiàn)狀，并對(duì)排水管道運(yùn)行質(zhì)量及功能狀況進(jìn)行綜合、科學(xué)的評(píng)判［10-12］。

1.1 儀器設(shè)備

（1）檢測(cè)儀器。SINGA300管網(wǎng)檢測(cè)機(jī)器人。

（2）技術(shù)參數(shù)。適用于管徑200～2 000 mm；單向檢測(cè)長(zhǎng)度為120 m時(shí)，爬坡能力應(yīng)大于5°；攝像單元為720TVL SONY CCD、鏡頭可以360°×270°旋轉(zhuǎn)。

（3）輔助設(shè)備。Peek-2s Plus管道潛望鏡。

1.2 檢測(cè)流程

根據(jù)管道直徑、管道內(nèi)積水情況、檢測(cè)設(shè)備功能等選擇達(dá)到管道結(jié)構(gòu)和功能性檢測(cè)要求的檢測(cè)方法。當(dāng)排水管道管徑≥300 mm 時(shí)，選用CCTV 檢測(cè)；管道管徑＜300 mm 時(shí)，無(wú)法采用CCTV檢測(cè)，可以采用QV輔助檢測(cè)。

CCTV 檢測(cè)原則上不應(yīng)帶水作業(yè)，其準(zhǔn)備工作一般包括對(duì)于管道積水和積泥的清理工作，如果現(xiàn)場(chǎng)不滿足檢測(cè)條件，應(yīng)該采取封堵、降水等措施降低水位；如果管道內(nèi)有淤積，可采用高壓清洗設(shè)備進(jìn)行沖洗，保證管道機(jī)器人可以正常作業(yè)，準(zhǔn)備工作流程如圖1所示。

圖1 CCTV檢測(cè)準(zhǔn)備工作流程

CCTV 檢測(cè)的工作內(nèi)容：技術(shù)準(zhǔn)備，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘、編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)；管道檢測(cè)，利用CCTV、管道潛望鏡等進(jìn)行管道檢測(cè)；數(shù)據(jù)處理，對(duì)影像進(jìn)行判讀、數(shù)據(jù)處理，生成檢測(cè)報(bào)告；質(zhì)量檢查，對(duì)檢測(cè)成果進(jìn)行過(guò)程檢查及最終檢查；成果整理與提交，經(jīng)檢查并整改后提交最終成果［13］。工作步驟如圖2所示。

圖2 CCTV檢測(cè)工作步驟

1.3 檢測(cè)內(nèi)容

基于CCTV 檢測(cè)技術(shù)的排水管網(wǎng)驗(yàn)收方案主要包括五大模塊：雨污分流、市政接駁、管道結(jié)構(gòu)性狀況、管道功能性狀況和檢修井及雨水口情況，如圖3所示。

圖3 檢測(cè)內(nèi)容及要求

（1）雨污分流檢測(cè)內(nèi)容。檢修井內(nèi)明顯混接點(diǎn)和管道內(nèi)雨污橫穿隱蔽混接點(diǎn)。

（2）市政接駁檢測(cè)內(nèi)容。小區(qū)市政管線的接駁情況和市政管道的通暢性檢測(cè)。

（3）管道結(jié)構(gòu)性及功能性缺陷評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是CJJ181—2012《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》。

（4）檢修井及雨水口與傳統(tǒng)驗(yàn)收工作內(nèi)容一致，新增影像資料備案。

2 應(yīng)用實(shí)例

傳統(tǒng)的排水管網(wǎng)驗(yàn)收內(nèi)容包括查驗(yàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，很難全面掌握雨污水管網(wǎng)及市政接駁的內(nèi)部狀況。為保障雨污分流成效，濟(jì)南市利用管道檢測(cè)機(jī)器人、管道潛望鏡等技術(shù)手段，對(duì)排水管道進(jìn)行100%影像檢測(cè)。對(duì)雨污合流和管道缺陷等問(wèn)題形成影像檢測(cè)報(bào)告，并反饋給開(kāi)發(fā)單位，由開(kāi)發(fā)單位進(jìn)行整改，整改完畢后對(duì)缺陷問(wèn)題進(jìn)行復(fù)檢。本次檢測(cè)范圍為濟(jì)南市部分區(qū)域新建小區(qū)，共檢測(cè)項(xiàng)目176項(xiàng)目，檢測(cè)排水管網(wǎng)總長(zhǎng)度470 km。

2.1 雨污分流情況

雨污分流是減緩城市水污染壓力的重要手段，也是保護(hù)環(huán)境的重要渠道。因此，在城市老舊小區(qū)雨污分流改造的同時(shí)，在新建小區(qū)進(jìn)行全管段檢測(cè)，杜絕新的雨污混接點(diǎn)的出現(xiàn)，從“末端治理”回歸“源頭治理”。

針對(duì)雨污混接的檢測(cè)包括兩個(gè)方面，一是檢查核實(shí)雨水和污水混接情況，包括雨水混接污水、污水混接雨水；二是檢查存在雨污合流風(fēng)險(xiǎn)的隱患，包括雨水橫穿污水檢修井或污水管道、雨水橫穿雨水檢修井或雨水管道。如圖4～圖5所示。

圖4 雨水箅混接入污水檢修井

圖5 污水管橫穿雨水管

2.2 市政接駁情況

市政排水系統(tǒng)屬于市政工程的基礎(chǔ)組成部分，其主要作用就是能夠及時(shí)地排放城市中的各種下水，避免城市中出現(xiàn)積水危害。針對(duì)市政接駁的檢測(cè)包括兩個(gè)方面，一是雨污水系統(tǒng)正常接入市政管線，二是所接駁市政管道運(yùn)行通暢。

對(duì)新建小區(qū)進(jìn)行市政接駁檢測(cè)，共檢測(cè)項(xiàng)目176 項(xiàng)，其中115 個(gè)項(xiàng)目排水接駁正常且市政運(yùn)行良好。未接駁市政的因素包括小區(qū)接駁管線缺失、周邊市政管網(wǎng)尚未完善、市政管道淤積嚴(yán)重等。

2.3 管道缺陷狀況

對(duì)新建小區(qū)排水管道進(jìn)行CCTV/檢測(cè)工作，掌握雨污水管道存在的潛在質(zhì)量缺陷，不僅可以檢測(cè)復(fù)雜工況下管道內(nèi)部的缺陷情況，還可以很好地了解管道中隱蔽混接點(diǎn)情況，找出問(wèn)題所在，及時(shí)制定有針對(duì)性的整改方案，實(shí)現(xiàn)“管道零缺陷”交付項(xiàng)目，延長(zhǎng)排水管道的使用期限。

管道檢測(cè)工作內(nèi)容包括檢測(cè)判定雨水和污水管道結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷，對(duì)管段缺陷進(jìn)行定級(jí)以及統(tǒng)計(jì)數(shù)量；進(jìn)行缺陷評(píng)估，計(jì)算管道修復(fù)及養(yǎng)護(hù)等級(jí)，對(duì)于三級(jí)以上缺陷必須進(jìn)行整改并進(jìn)行復(fù)檢。

2.4 檢修井及雨水口狀況

檢修井及雨水口的檢測(cè)是對(duì)人工現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收的補(bǔ)充，主要包含外部檢查和內(nèi)部檢查，檢測(cè)明細(xì)如表1所示。

表1 檢修井及雨水口檢測(cè)內(nèi)容

3 檢測(cè)結(jié)果分析及建議

3.1 雨污混接情況

對(duì)新建小區(qū)進(jìn)行雨污混接檢測(cè)，共檢測(cè)項(xiàng)目176 項(xiàng)，其中102 個(gè)項(xiàng)目存在雨污混接情況。對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，總共發(fā)現(xiàn)623 處雨污混接情況，具體見(jiàn)表2。進(jìn)一步對(duì)四種類型雨污混接進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果見(jiàn)圖6。

表2 雨污混接小區(qū)及混接點(diǎn)數(shù)量

圖6 各類型雨污混接數(shù)量占比

由表2和圖6分析可知：

（1）在176 個(gè)項(xiàng)目排水檢測(cè)中，有91 個(gè)小區(qū)存在雨混污的情況，存在最為普遍；雨混污數(shù)量505處，數(shù)量最多，占比達(dá)到81%。

（2）雨水箅接入污水檢修井和雨水落水管接入污水檢修井兩種情況占比最多，在雨混污情況中占比92%，是需要重點(diǎn)關(guān)注的易混接位置。

3.2 管道缺陷分析

對(duì)管道檢測(cè)結(jié)果按結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，其中管道結(jié)構(gòu)性缺陷為11 184處，功能性缺陷為3 674處，具體見(jiàn)表3。

表3 管道結(jié)構(gòu)性及功能性缺陷統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2.1 管道結(jié)構(gòu)性缺陷

管道結(jié)構(gòu)性缺陷等級(jí)不同，相應(yīng)的處理方式也不同。Ⅰ級(jí)缺陷為基本完好，不修復(fù)；Ⅱ級(jí)缺陷為短期無(wú)破壞，但做修復(fù)計(jì)劃；Ⅲ級(jí)缺陷為短期可能發(fā)生破壞，盡快修復(fù)；Ⅳ級(jí)缺陷為已經(jīng)發(fā)生或即將破壞，立即修復(fù)。對(duì)所有等級(jí)的結(jié)構(gòu)性缺陷數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，如圖7所示，對(duì)需整改的缺陷（Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)）進(jìn)行對(duì)比分析，如圖8所示。

圖7 各等級(jí)結(jié)構(gòu)性缺陷數(shù)量占比

圖8 需整改的缺陷類型占比

由圖7～圖8分析可知：

（1）結(jié)構(gòu)性缺陷問(wèn)題主要集中在Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)，缺陷占比63.3%。表現(xiàn)為輕中度缺陷，對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)影響較小，一般建議建設(shè)單位做修復(fù)計(jì)劃，可暫時(shí)不做整改。

（2）需要建設(shè)單位整改的結(jié)構(gòu)性缺陷（Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)）占比36.7%。一般建議開(kāi)發(fā)單位采取非開(kāi)挖修復(fù)或者更換管道等措施進(jìn)行整改，并進(jìn)行復(fù)檢。

（3）在需整改的結(jié)構(gòu)性缺陷（Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)）中，變形缺陷占比59%，破裂缺陷占比31%，是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，對(duì)于主要道路建議采用非開(kāi)挖修復(fù)更新技術(shù)，如采用局部修復(fù)、點(diǎn)狀原位固化法等，對(duì)于園林綠化及支路下建議采取開(kāi)挖方式更換管道。

3.2.2 管道功能性缺陷

對(duì)所有等級(jí)的功能性缺陷數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，如圖9所示，對(duì)需整改的缺陷（Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)）進(jìn)行對(duì)比分析如圖10所示。

圖9 各等級(jí)功能性缺陷數(shù)量占比

圖10 需整改的缺陷類型占比

由圖9～圖10分析可知：

（1）功能性缺陷問(wèn)題主要集中在Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)，缺陷占比74.6%。表現(xiàn)為輕中度缺陷，可暫時(shí)不做整改，但功能性缺陷問(wèn)題會(huì)隨時(shí)間升級(jí)為Ⅲ級(jí)甚至是Ⅳ級(jí)，導(dǎo)致排水管道過(guò)水能力丟失。

（2）需要建設(shè)單位整改的功能性缺陷（Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)）占比25.4%。表現(xiàn)為嚴(yán)重影響管道的過(guò)流能力，一般建議開(kāi)發(fā)單位采取措施整改，并進(jìn)行復(fù)檢。

（3）在需整改的功能性缺陷（Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)）中，障礙物缺陷占比59%，沉積缺陷占比40%，缺陷問(wèn)題較為集中，建議采取養(yǎng)護(hù)和疏通措施。

3.2.3 缺陷點(diǎn)成因分析

排水管道發(fā)生缺陷主要的外界因素包括：埋深、土壤性質(zhì)、埋土狀況、地面負(fù)載狀況、植被狀沉等。管道周圍土壤性質(zhì)、埋土狀況、地面負(fù)載情況影響排水管道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；管道周圍土體松動(dòng)、地下水位過(guò)高造成管道應(yīng)力變化，進(jìn)而造成了管道的變形和破裂；地下排水管道所承受的壓力主要為管道自重、上部環(huán)境壓力、管道內(nèi)部水壓以及變形荷載等；埋深與植被狀況是影響管道功能性的主要因素［14-16］。

針對(duì)新建小區(qū)缺陷問(wèn)題成因做如下分析：

（1）在管線位置分布方面，小區(qū)主路下方的排水管網(wǎng)缺陷點(diǎn)數(shù)量大于支路和綠化帶下方。成因分析：在施工過(guò)程中，小區(qū)主路下方的污水管網(wǎng)受到上部重載和超載車輛的影響較大，易發(fā)生變形、破裂等問(wèn)題，尤其以小區(qū)進(jìn)出口位置缺陷點(diǎn)更為集中，位于支路和綠化帶下方的排水管網(wǎng)受壓較小，問(wèn)題點(diǎn)偏少。

（2）在施工工序方面，排水管網(wǎng)埋設(shè)時(shí)間在建筑主體完工前的項(xiàng)目造成缺陷概率大于在建筑主體完工后的。成因分析：房地產(chǎn)項(xiàng)目普遍工期緊，各單項(xiàng)分包商眾多，交叉施工嚴(yán)重，是導(dǎo)致管道缺陷的重要原因，若排水管網(wǎng)施工工序在整體項(xiàng)目的后期，則出現(xiàn)問(wèn)題較少。

（3）在施工規(guī)范性方面，管道缺陷梳理與溝槽開(kāi)挖、墊層、回填土等施工環(huán)節(jié)有密切關(guān)系，施工嚴(yán)格按照規(guī)范，則出現(xiàn)缺陷較少。

（4）管材與缺陷點(diǎn)關(guān)聯(lián)性分析，在所有檢測(cè)項(xiàng)目中，HDPE 雙壁波紋管占比79.3%，一般塑料管材占比8.3%，鋼筋混凝土管占比8%，玻璃鋼管占比3.8%，磚砌和陶瓷管占比＜1%。在單位長(zhǎng)度管段缺陷數(shù)量方面，一般塑料管材單位長(zhǎng)度缺陷點(diǎn)最多，達(dá)到28.1 個(gè)/千米，其次是HDPE 雙壁波紋管、陶瓷管、磚砌和玻璃鋼，鋼筋混凝土管最少，如圖11所示。

圖11 各類管材缺陷數(shù)量統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)傳統(tǒng)新建小區(qū)驗(yàn)收方法進(jìn)行了分析，提出了基于CCTV 檢測(cè)的排水管網(wǎng)驗(yàn)收方案，對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)容進(jìn)行重新定義，重點(diǎn)對(duì)雨污混接和管道缺陷狀況進(jìn)行了分析，并得出如下結(jié)論：

（1）根據(jù)雨污混接檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，雨水混入污水情況占比最大，其中表現(xiàn)為雨水箅接入污水檢修井和雨水落水管接入污水檢修井兩種情況最多。

（2）根據(jù)管道檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，管道結(jié)構(gòu)性及功能性缺陷中需整改部分占比約30%，管道結(jié)構(gòu)性缺陷和管道功能性缺陷數(shù)量比例在4∶1左右。

（3）對(duì)管道缺陷類型及等級(jí)進(jìn)行分析，管道結(jié)構(gòu)性缺陷主要為變形、破裂，結(jié)構(gòu)狀況受到嚴(yán)重影響或即將導(dǎo)致破壞風(fēng)險(xiǎn)較大；管道功能性缺陷主要為沉積、障礙物，嚴(yán)重影響管道過(guò)流能力，將或已經(jīng)導(dǎo)致污水管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓。

（4）新建小區(qū)排水管網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)承擔(dān)主要運(yùn)輸功能的主管宜優(yōu)先采用鋼筋混凝土管，對(duì)于園林綠化及樓前后支管宜采用HDPE雙壁波紋管。