天津市市政工程设计研究院 天津 300051
摘要：天津市某道路污水管道处于高水位运行，为调查污水管道淤积量及堵塞点位情况，采用高压清洗车疏通穿绳、声纳检测淤积量、常规RTK测定水位差、CCTV验证堵塞点位等方法查明排水管道淤积量及堵塞点位情况，为管网治理提供依据。可供其它类似工程借鉴。
关键词：管道淤积量与堵塞点调查；声纳检测；RTK测量；CCTV
Application of CCTV，high-pressure cleaning vehicle and conventional RTK in the investigation of siltation volume and blockage point of drainage pipeline
zhaohang
（Tianjin Municipal Engineering Design And Research Institute，TianJin，300051）
Abstract：A sewage pipe on a road in Tianjin is operating at a high water level.In order to investigate the amount of siltation of the sewage pipe and the location of the blockage，methods such as high-pressure cleaning trucks to clear the rope，sonar to detect the amount of siltation，conventional RTK to determine the water level difference，and CCTV to verify the blockage point Find out the amount of siltation and blockage of drainage pipes to provide a basis for pipe network management.It can be used as reference for other similar projects.
Keywords：Pipeline siltation and blockage survey；sonar detection；RTK measurement；CCTV
1引言
城市地下排水管网是现代城市的重要基础设施，担负着城市排涝、除渍、防洪的重要职能[1]。排水管道淤积、堵塞造成排水管道功能的下降，极易引发内涝及污水跑冒，给人民的生命和财产安全带来极大威胁。常规的淤积调查工作通过量测杆仅对排水管道检查井内管口处进行测量，无法提供管道内部淤积数据，无法查明堵塞点的位置和情况[2]。如何提供排水管道准确的淤积数据，估算淤积工作量，查明堵塞点位情况，有效的指导和评估日常疏捞工作成为城市排水管理部门的难题。
为调查排水管道淤积量及堵塞点位情况，采用高压水冲车穿绳，声纳检测淤积量，常规RTK测定水位差，CCTV验证堵塞点位，最终查明排水管道淤积量及堵塞点位情况，为管网治理提供依据。
2相关检测方法介绍
2.1高压清洗车穿绳
高压清洗车由大型水罐、机动卷管器、高压水泵、射水喷头等组成。高压水冲车工作时，先将射水喷头放入管道管口位置，由引擎驱动高压泵，将水加压后送入射水喷头，靠射水产生的反作用力，使射水喷头和胶管一起向相反方向前进，当喷头到达管道另一端检查井时，将射水喷头捞出与准备好的绳子固定，然后用机动绞车将软管卷回同时带着绳子一同返回，完成穿绳作业。相对传统的竹片穿绳，其效率更高，在穿绳的过程中可打通部分堵点。
2.2声纳检测系统
管道声纳检测系统由声纳头、线缆盘、主机等构成。声纳检测具有效率高、成本低的特点[4]。检测时，使用声纳探头位置镂空的漂浮器来承载声纳探头。声纳探头垂直管壁发射定向脉冲并接受反射波，同时采用人工拖拽的方式向前驱动，主机结合声纳检测成像分析软件实时采集并显示出高分辨率的轮廓图片。
2.3 RTK测量
RTK（Real Time Kinematic）即实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTKGPS）技术[3]。它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。
高压清洗车未能贯通的管道，不能完全证明管道存在堵塞点，需要水位差进行验证，同一时间段内，使用RTK测量管道两端检查井内水面高程，计算两检查井水面的高程差，若存在较大水位差，则进一步证明管道存在堵塞点。
2.4 CCTV
CCTV检测设备是以爬行器作为载体，搭载高分辨率彩色摄影系统，通过控制台调整爬行器行进速度、摄像头拍摄角度，对管道进行连续影像检测、分析处理。控制台采用笔记本电脑代替传统主控。
针对排查出来的堵塞点，采用CCTV机器人进行最终验证，查明堵塞点位的缺陷种类和缺陷等级。《城镇排水管道检测技术规程》（CJJ181-2012）[5]从CCTV检测使用条件、检测设备、检测方法、影像判读等方面规定了相关行业标准。
3检测实例
天津市某区一条管径为500mm的污水主干管道，处于高水位运行状态，上游小区污水跑冒，推测该条污水管道存在堵塞点。常规的淤积调查工作通过量测杆仅对排水管道检查井内管口处进行测量，无法提供管道内部淤积数据对管道功能性状况进行评估，无法查明堵塞点的位置和情况。
污水主干管道处于满水状态，适合使用声纳进行检测。采用高压清洗车穿绳并初步排查堵塞管段位置，人工牵引声纳探头进行声纳检测，发现两段管道疑似存在堵塞点，完成污水管道声纳检测16段，检测长度640m。
以管段WJRJ001~ WJRJ002为例，通过处理声纳检测数据得到沉积纵断面图，如图3-1所示，沉积纵断面图中的淤积曲线直观的反映了管段的沉积情况。图中虚线为允许淤积深度线为管径的1/5，管道内淤泥整体超过了管道的允许淤积深度线，可以被判定为沉积缺陷。利用每处采样点的积深可以计算出管段的淤积量，图中显示本段管道的淤积量为2.5m3。
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图3-1 沉积状况纵断面图
被检测管道整体无明显的结构性缺陷，根据《城镇排水管道检测技术规程》（CJJ181-2012）[5]，声纳轮廓图不应作为结构性缺陷的最终评判依据，应采用电视检测方式予以核实或以其它方式检测评估。
采用高压水冲车穿绳时，发现WJRJ012~ WJRJ013和WJRJ013~ WJRJ014均无法贯穿，推测两段管道内可能存在堵塞点，采用RTK对检查井的水面高程进行测量，绘制如图3-2所示检查井水面高程分布图，发现管段WJRJ012~ WJRJ013不存在明显水位差，推测可能不存在堵塞点而是其它原因导致射水喷头无法穿过，管段WJRJ013~ WJRJ014存在明显的水位差，进一步证明此管段存在堵塞点。
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检查井编号
图3-2 检查井水面高程分布图
在WJRJ012井入水管和WJRJ014井出水管打堵，采用临时泵往下游调水，高压清洗车清洗管道，使用CCTV机器人对管段WJRJ012~ WJRJ013和管段WJRJ013~ WJRJ014进行内窥检测，管段WJRJ012~ WJRJ013在距WJRJ013井约20m处发现管道起伏缺陷，管段WJRJ013~ WJRJ014在距WJRJ014井约15m处发现管道坍塌缺陷，如图3-3所示。
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图3-3管道CCTV检测截图
4结论
高压清洗车结合RTK测量检查井水位高差可快速查找堵塞点，经CCTV验证可靠性较高，同时高压清洗车可以快速穿绳，为声纳检测做准备。声纳检测可准确测量管道内部淤积情况，估算管道淤积量。多种检测手段相结合可快速查明排水管道淤积量及堵塞点位情况，为管网治理提供依据。
参考文献：
[1]李华飞.大管径排水管道水力清淤技术研究[D].重庆：重庆大学，2012.
[2]张云霞，吴嵩，李翅，等.声呐检测系统在排水管道淤积调查中的应用[J].测绘与空间地理信息，2020，43（8）：216-218.
[3]张辉.RTK技术在常规控制测量中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（31）：1034-1034.
[4]严敏，高乃云.现代排水管道检测技术[J].给水排水，2007，33（1）：110－112.
[5]王和平，安关峰，谢广永.《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ 181-2012）解读[J].给水排水，2014，40（2）：124-127.