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管道内部闭路电视检测技术又称为管道摄像技术,即CCTV检测技术,通常被认为是检测管道内部状况、评估管道质量和运行能力和提供直观决策依据的最有效的方法之一。根据香港的经验并参照目前广州、上海等发达地区相关部门制订的技术规程草案,以大量的图表为事实依据,总结出CCTV检测技术最简单的工作程序、技术要求、数据和图象处理方法(影像判读)、缺陷类别和等级判定、管道评估方法等,并通过工程实例对CCTV检测技术的应用进行了阐述;全面论述了CCTV检测技术对设备的要求、检测过程和评估过程、拟提交的成果资料等,通过CCTV检测和评估,可以为管道权属部门提供管道修复和维护方案。
CCTV检测技术的应用在国际上最早可追溯到二十世纪六十年代,而且以欧美等发达国家最为领先;国外研究程度较高是基于社会和市场的需求。而在我国,较系统地推广应用这项技术才刚刚起步,而且仅仅是引进设备的应用,在设备开发和技术研究领域还处于较落后的状态;从2005年开始,在广州、上海等地,相关部门会同科研机构正努力推动该技术的应用发展,并制订相应的规程规范,以规范检测市场。
CCTV检测设备的种类繁多,主要来源于欧美市场:相应的技术规程是参照国外的先进经验并结合国情而制订。
所选用的检测设备产于英国,适应于各种管径、管型、管材,检测能力很强。检测设备主要可分为两种类型:拖拉机式和推筒式,设备主要构成是工控系统、电缆盘、拖拉机/推筒头三部分。拖拉机设备采用电力驱动,适合于管径为150mm以上的任何管道;推筒式设备采用人力推动,特别适用于60mm-375mm的任何管道。无论选用何种设备,基本的性能要求不能低于规定的标准,主要包括:分辨率、灵敏度、视角、变焦能力、图像变形、影像存储量、灯光、电缆强度等。
CCTV检测技术的检测程序是:收集资料、现场勘察、工作设计、实地检测、数据/图像处理、管道评估、报告编制。CCTV测量精度为测量管长的±1%或绝对误差±0.3m,二者取其最大值。检测过程中,根据实际情况可采用直向摄影或侧向摄影。当探头受阻(如遇大量垃圾、障碍物)或入水呈浑浊状,及有任何危险的状况时,检测应终止。
现场检测要时刻调整拖拉机/推筒的行进速度、保证画面清晰度,并初步判读缺陷种类和等级,按规定表格逐一填写:在数据/图像处理及管道评估过程中,依据规定的缺陷种类和等级,类比典型图片等级,确定缺陷的分类等级。
CCTV检测技术最关键的一项内容就是确定管道内部缺陷的类型、等级、数量/长度等。根据我国的管道实际情况,结合作者的实际经验,将管道内部缺陷分为结构性缺陷和功能性缺陷两类。结构性缺陷反映的是需要修复的部分,是管道结构本身出了问题,包括破裂、变形、接口错位、腐蚀、渗漏、堵头、支管暗接、异物侵入等8种;功能性缺陷反映的是需要维护的部分,是管道内部产生的障碍物,降低了管道运行能力,包括沉积、残骸、结垢、洼水、浮渣、树根等6种。每一种结构性缺陷再细分为1、2、3级。除了变形、支管暗接、异物侵入可以按百分比细分1.3级外,其它五种结构性缺陷细分后都有对应的名称。
所有功能性缺陷全部分为1、2、3级,而且都按百分比来细分1-3级。
具体给出了缺陷名称、缺陷代码、缺陷等级、对比样图和时钟表示法的缺陷等级表。
根据CCTV检测成果来进行管道评估,其结果用来指导管道修复和维护。管道评估充分考虑到两个方面的因素,其一,单一缺陷的等级、影响长度和个数;其二,多重性缺陷的组合。
多重性缺陷的组合是指8种结构性缺陷和6种功能性缺陷任意两种以上的缺陷组合,凡是两种(或以上)2级和3级组合、3级和3级组合的多重缺陷,都有可能导致重大缺陷,重大缺陷是必须修复的项目。
管道评估必须考虑如下影响因素:缺陷参数(F或G),地区重要性参数K,管道使用年限和管材参数B,管径参数E,地质条件参数T等。每一个参数在参与评估时所占的权重不一样,其中缺陷参数(F或G)可根据公式求得,其它参数可查表获得。
管道评估等级分别由修复指数RI和维护指数MI的取值范同确定,RI和MI分别根据计算公式求得。根据确定的等级,再依据管道需求性质(应急抢修、竣工验收、常规检查),提出具体的修复和维护建议。
通过对香港工作的部分实例分析,全面阐述了CCTV检测的过程、缺陷类型等级的确定、管段评估方法等,并验证了所提供修复和维护建议的正确性。
CCTV检测技术具有明显的技术优势,除广泛应用于排水管道内部状况的检测外,还适用于其他用途的管道内部状况检测。该项技术的有效运用,为正确评估现有管道的运行能力和在建管道的竣工验收提供了技术保证,为规划设计、管道施工、日常维护、应急抢修、移交接管提供了直观的技术依据。伴随着经济建设的高速发展和计算机应用技术快速发展,CCTV检测技术在城市管道建设和科学化管理中将发挥越来越重要的作用。