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城市地下排水 管道缺 陷检测 与修复

时间:2020-09-27    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

城市地下排水 管道缺 陷检测 与修复
朱幸福 ,高将。 ,程鹏
(1.浙江天 煌科 技实 业有 限公 司 ,浙 江 杭州 310030;
2.江苏 建筑 职业技 术 学 院 建筑设 备 与市 政工程 学 院 ,江 苏 徐 州 221116;
3.徐州 市水 处理 工程技 术研 究 中心 ,江苏 徐州 221116)
要 :针 对城 市地 下排 水 管道存 在 的缺 陷 ,列 举 了 目前在 排 水 管道 修复 过程 中 需要 对 管道进 行
检 测 的各 种技 术 方法 ,并 以南京 某道路 排 水管道 为例 ,描 述 了排 水 管道 检 测 结果 ,并提 出了非 开挖
修 复 的对策 和工 艺流程 .结 果表 明 :市政 排 水 管道 检 测 技 术是 管道 评 估 的 重要 依 据 及 管 道修 复 的
重要 保 障和 必要 前提.
关 键词 :排 水 管道 ;结构
中图分 类号 :TU 990.3
性 缺 陷 ;检 测技 术 ;非 开挖 修 复
文献 标志码 :A
文章 编号 :2095—3550(2017)01—0064一O3
Defectdetection and repairofurban
underground drainage pipeline
ZHUXingfu 。GAO Jiang ,CHNEGPeng '。
(1.ZhejiangTianhuangScience&TechnologyIndustrialCo.,Ltd,Hangzhou,Zhejiang310030,
China;2.SchoolofConstruction Equipm entand M unicipalEngineering,Jiangsu VocationalIn-
stituteofArchitecturalTechnology,Xuzhou,Jiangsu 221116,China;3.XuzhouResearch Institu-
teofW aterTreatment,Xuzhou,Jiangsu 221116,China)
Abstract: Aiming atdefectsofurban underground drainagepipeline, thispaperenum eratesvari—
OUSdetection m ethodsin drainagepipelinerepair, and taking drainagepipelinesin som eroad of
Nanj‘ing asan example, itdescribesthedetection resultsand putsforward counterm easuresand
technologicalprocessofnon—excavation rehabilitation. Theresultsshow thatm unicipaldrainage
pipeline detection technology is the im portantbasis ofpipeline evaluation as wellas important
guaranteeand necessary prem iseofpipelinerepair.
Key words: drainagepipeline; structuraldefects; detectiontechnology;non-excavation rehabilitation
城 市 排 水 管 网 系统 作 为 市 政 公 用 基 础 设 施 ,
直 被 视 为 排 除 污 、废 水 并 保 持 城 市 环 境 清 洁 的
“静 脉 ”[1],同时 ,也 承 担 着 城 市 排 水 防 涝 的 重 要
收稿 日期 :2017一O1—2O
基金项 目:住建部科技计划项 目 (2015一K7—004)
作者简介 :朱幸福 ,男,安徽舒城人 ,助理工程师
E — mail:422687562@qq.cor
n
功 能 .错 综 复 杂 的排 水 管 道 在 给 城 市 带 来 便 利 的
同 时 ,也 存 在 一 定 的 安 全 隐 患 ,因 管 道 破 损 渗 漏
造 成 地 面 塌 陷 、污 染 地 下 水 源 、管 道 堵 塞 造 成 城
市 内涝 问 题 不 断 出 现 ,管 道 渗 漏 是 造 成 管 道 周 围
水 土 流 失 、形 成 空 洞 的 主 要 原 因.对 城 市 地 下 排
水 管 道 实 施 有 效 检测 ,及 时 发 现 管 道 病 害并 采 取
相 应 修 复 更 新 措 施 已经 成 为 重 中之 重 .第 1期
朱幸福 ,等:城市地下排水管道缺陷检测与修复
65
1 管道检测技术
排水 管 道 的缺陷 包 括裂 痕 、裂 缝 、接 头 松脱 、接
头错 位 、管 身 断 裂 、穿 孔 、坍 塌 、破 损 、砂 浆 脱 落 、变
形 、砖块 上下 移位 、砖 块 遗失 等 .管 道 检 测技 术 则 是
根 据不 同材 质 的管 线 与 周 围介 质 的物 理 特 性 差 异
进 行 检 测 ,物 理 特 性 主 要 包 括 导 电 性 、导 磁 性 、密
度 、波 阻抗和 导热 性 等.不 同 的地 质 条 件 和 不 同 的
管 道材 质 ,则 有相 对应 的检 测 技术 ,如 电磁 探 测 法 、
探 地 雷 达 、磁 探 测 法.随着 科 技 发 展 ,管道 潜 望镜 、
CCTV 检 测 、声 纳 探 测 、渗 漏 定 位 仪 检测 等 多 种 检
测 手段 应运 而生 ,并成 为 目前 国 际上 用 于管 道 状 况
检 测最 为先 进 和有效 的手段 .目前 排 水 管 道 的检 测
方 法可 以用 以下 四个 字 概 括 :视 、声 、光 、电 ,每一 种
检 测方 法都 由软硬件 系统 结合 实现 _2].
1)电磁 探 测法.利 用 电磁 定位 仪对 地 下 管线 及
周 围介 质 的导 电性 、导 磁 性 和 介 电性 差 异 ,观 测 人
工或 天然形 成 的 电磁 场 频 率 特性 和 时 间 特性 ,从 而
推断 出地 下管 线 的位 置 状 态.电磁 定 位 法 适用 于金
属管 道或 预埋 金属标 记 线 的非金 属 管 道 ,如果 用 该
法探 测非金 属 管道 ,可 进一 步 在 管 道 内插 入 电磁 示
踪器 或通 人带 电导线 ,即所谓 的示 踪 电磁法 .
根据 电磁 场产 生方 式 的不 同 ,又分 为 直 接 充 电
法和 感应 法.直 接 充 电法 又 称 夹钳 法 ,是 将 人 工 电
流接 在外 露管 线上 ,用 接 收 机直 接 接 收 电流 产 生 的
磁场 信号 .这 种方 法产 生 的电磁 场 较 强 ,简便 可 靠 ,
在工 程 中应 优 先 选 用.如果 受 条 件 限 制 ,可 用 感 应
法探 测 .
2)探地 雷达 法.探 地 雷 达方 法 基 于 电磁 波 在 不
同介 质 中 的传 播 特性 [3].利用 高 频 电 磁波 以宽 频 带
短脉 冲形 式 由地 面通过 发射 天线 T送 入地 下 ,因周
围介 质 与管线 的电导 率 、介 电 常数 等 物 理性 质 的 差
异 ,使 脉 冲波 在界 面上 反 射 和绕 射 回波 传递 到 接 收
天 线 R,通过 信息 处理 对 雷 达波 形 分 析 确定 管 线 位
置 .该 方 法 要 求 土 壤 介 质 对 电磁 波 有 一 定 的 透 过
性 ,其 应用会 受 到地 质条 件 的限制 .1980年代 ,日本
东 京 曾多发 由地 下空 洞 引 发 的地 面 塌 陷事 故.经 过
1987年银 座 道路 塌 陷 事 件后 ,日本 政府 认 为“不 调
查 地 下空洞 状况 ,就 无法 解 决 地 面塌 陷 问题 ”,1990
年开 始在 全 国 范 围 内采 用 探 地 雷 达 对 地 下 管 道 进
行 普查 ,进 而实 施道 路 的养护 管理 .
3)管 道潜 望镜 .管 道潜 望 镜 最早 由美 国企 业 发
明并 投入 使 用 ],是 一 种 排 水 管 道 快 速 检 测 设 备 .
在检 查井 处把 潜望镜 放 入 管 道 ,在 管道 内部进 行 变
焦摄 像检 测 ,对 管 道 内结 构 性 缺 陷 进 行 准 确 定 位 ,
如 同一 架照 像机 给管 道拍 x光 片 ,实时 显示 和储 存
摄 像 头采 集 的 图像 和 距 离 ,控 制 摄 像 头 图像 的 缩
放 、对 焦 、灯 泡亮 度 和测距 动作 .
4)CCTV 检测 技术 .CCTV 检测技 术早在 1964
年英 国的报纸 就有 报 道使 用 过_5],它 相 当于 给排 水
管道 做 胃镜 .采 用 CCTV 内窥 镜在 管 道 内爬 行 ,对
管道 内的破裂 、变形、腐蚀、错 口、起伏 、脱节、接 口
材料 脱 落 、支 管 暗 接 、异 物 插 入 、渗 漏 、沉 积 、结 垢 、
障 碍物 、残 墙 坝根 、树 根 等 进行 准 确探 测 和 录像 ,并
将 资料传 输 至 地 面 ,经 工 程 技 术 人 员 分 析 评 估 、制
定修复方案,并作为档案资料永久保存.
5)声 纳 检测技 术.声 纳检 测 技术 相 当 于给 排水
管 道做 B超 ,由漂 浮 器 、水 下 声纳 探 头 、电缆 盘 、声
纳 成像 分析 软 件 4部 分 构成 ],当排水 管道 水 深 大
于 300mm 时 CCTV 检 测 不 能取 得 良好 效 果 的管
道 ,通过 声纳 探 头 对 水 下 进 行 扫描 检 测 ,控 制 器 可
以结合 声纳 成像及 分 析软 件 实 时显 示 扫描 断 面 ,并
通 过数 据分 析有效 判 断 管道 水下 部 分 的缺 陷 ,计算
管 道淤 积程 度.
6)排水管道渗漏定位仪技术.传统 的管道渗漏
定 位仪 用 于给水 管 道检 测L7].而 排 水管 道 渗漏 定 位
仪 是 以排水 管道 壁作 为 电 阻高 的材 料 ,对 于 电流来
说 就是 高 阻抗 ,管道 内 流动 的水 和 管道 土 壤 或混 凝
土 、砂 在有地 下水 状 态 下 (潮 湿 )为 0电位 .从 检 查
井 处放 入移 动 电极匀 速 的在 管 道 内运 动 ,管 道无 渗
漏 状况 下 ,接 地极 和 移 动 电 极 之 间 电 阻值 很 大 ,电
流很 小 ,当 管 道 出 现 渗 漏 时 (管 道 内 污 水 流 进 、流
出),接地 电极 、移 动 电 极 导 通 电流 ,设 备 软 件 会 自
动记 录 电流大 小 、发 生 位置 及 渗漏 点 的长度 、宽 度 ,
精确 到厘 米级 .通过排 水管 道渗 漏 定 位仪 可 以确 定
更小 更细微 的管道渗 漏 ,工 作 时不 需 要将 管 道进 行
停运 ,只要 管道 非满 流 状 态下 、无 塌 陷 ,就 可 以检 测
管道 损坏 .
2 排水管道缺 陷检测与修复
受南 京市 排水 处委 托 ,项 目组 选 用 排水 管 道 渗
漏定 位仪 技 术 对 南 京 市仙 林 大 道 乌托 邦 酒 店北 侧
排水 管 道进 行 了 检 测 ,依 据 分 析 检 测 软 件 ,对 管 道
状况 进行 评 价 ,最 终 得 出管 道 总体 状 况 ,并 提 出相
应的管道修复对策.
1)检 测结 果.此次 检测 项 目为 长 度 52.18m 的
PE污 水 管 道 ,管 道 直径 为 900mm.渗 漏 点 检 测 电
流 图像 如 图 1所 示 ,管 道 纵 断 面状 况 如 图 2所 示 ,
依 据设 备 内置 软件 分 析 系统 得 出管 道 损坏 情 况 ,见
表 1.66
江 苏 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
第 17卷
图 1 渗 漏 点 检 测 电流
Fig.1 Electric currentofseepage spotdetection
图 2 管道 纵 断 面 示 意
Fig.2 Schematicdiagram ofpipelineverticalsection
表 1 管 道 缺 陷 统 计
Tab.1 Pipelinedefectsstatistics
类别
Ⅱ级
Ⅲ级
小计
道总
长度比例
/ 。
从 管道 纵断 面状 况 图 可 以发 现 管道 渗 漏 处 ,第
1个 渗漏 点管 道渗漏 长 度 1.5cm,如 图 3所 示 ,第 2
个 渗漏 点 管道渗 漏 长度 5.7cm,如 图 4所 示.
4000
3O00
2000
l00o
0
图 3 第一个管段漏点示意
Fig.3 Schematicdiagram ofseepagespotsinfirstpipesection
400O
3000
200o
10【l0
0
100o
200o
300o
4000
5000 6000
图 4 第 二 个 管 段 漏 点 示 意
Fig.4 S
c hentatic
d
i
agram ofseepagespot
s insecondpip
e sec
t
i
on
2)修复 对策 .高 密度 聚 乙烯 (HDPE)管 道 内衬
法 修复 排水 管 道 是 一 种 非 开 挖 拉 管 法 修 复塌 陷 管
道 的技 术.在 不 开 挖 路 面 的情 况 下 ,在 检查 井 处 放
入施工 机 械 ,用 小 型 设 备 顶 钻 塌 陷 处 ,将 拉 杆从 一
端 检查 井顶 入另 一检 查 井 ,通 过钻 杆 把 专用 内衬 管
头部及 高 密度 聚 乙烯 PE管 拉入 原 塌 陷 管 道 内 ,在
牵引力 作 用 下 ,将 塌 陷 原 管 道 拉 碎 ,同时 拉 入 PE
管 ,在 另一 端检 查 井 和 PE内衬 管 接 头 处 用 砂 浆 密
封 ,对 塌 陷处进行 注 浆处理 .
工艺 流程 为 :现 场勘 探一 管 道 污水 导 流一 管 道
疏通 清淤-~CCTV 检查一 施 工设 备 安装 一 PE管 加
工 、安 装一 管道 闭 气试 验 一 CCTV 检 测 一 PE管 和
检查井 接 口处理 、检 查井 修 补一 原管 道 塌 陷处 注 浆
处理一 清 理验 收.
3 结 论
住房 城 乡建 设 部 、环 境保 护部 联 合 印发 的《城
市黑 臭水 体 整 治工 作 指 南 》(建城 Ezols~130号 )指
出 ,城市 黑臭水 体 不仅 给群 众 带 来 了极 差 的感 官 体
验 ,也 是 直 接 影 响 群 众 生 产 生 活 的 突 出 水 环 境 问
题.黑臭 在 水 里 ,其 根 源 在岸 上 ,关 键 在 排 水 口,核
心在 排水 管 网.市 政排 水 管道 检 测技 术 是 发 现 管道
缺 陷 以及 确定 管道 损 坏程 度 的 有效 手 段 ,是 管 道修
复 的重要 保 障和必 要前 提 .随着 科学 技 术 的不 断创
新 ,势必 有更 多先 进而 有效 的检 测 手段 在 工 程 实 际
中得 以应 用.
参 考文献 :
[1] 陈小龙 ,赵 思东 ,赵 冬泉 ,等.城 市排 水管 网模 拟 系统
介绍 [J].中国给水排水 ,2015(1).
[2] 张瑁.论排 水管 道 的检测 及评 价方 法 [J].给水 排水 ,
2011(S1):418—420.
[3] 金增华.探地雷达在地 下管线探 测 中的应用 EJ3.市政
技 术 ,2011(S1):148—149,155.
E43 李 田,郑 瑞东 ,朱 军.排 水 管 道检 测 技术 的发展 现 状
_J].中国给水排水 ,2006,(12):12—13.
[5] 曹淑上 ,贺建 旺.CCTV检 测技 术在 新建 排水 管道 竣
工验收中的应用[J].科 技创 新与 应用 ,2016(34):149
15O.
E62 陈海 燕.基于声纳技术 的排 水管道 探测 系统及实 验研
究[D].北京信息科技大学 ,2010.
[7] 凌骐 ,周林 虎 ,刘广 林 ,等.大 口径 长距 离输 水管 道渗
漏原位 监 测研 究 [J].给 水 排 水 ,2014,40(2):l12一
】]6.
(

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