CCTV检测技术在新建小区排水管网验收中的应用
张鹏飞 韩宝刚 檀继猛 邵士成 曹桂州
（济南市勘察测绘研究院，山东 济南 250101）
［摘 要］ 全面掌握新建小区排水管网的健康状况是城市雨污分流改造的重要内容之一，可为城市规划、建设、后续管养维护以及制定管网养护和修复计划提供依据。本文从实际生产应用的角度出发，针对传统的新建小区排水管网验收时存在“通球试验”局限性大、排水管段隐蔽点多等问题，提出了基于管道机器人（CCTV）检测技术进行排水管网验收的方法，并得出了可行的排水管道数据采集和验收方案。以济南市部分新建小区为研究对象，从雨污分流、市政接驳、管道结构性状况、管道功能性状况和检修井及雨水口这五个方面进行检测，总结分析了雨污混接风险点、管道缺陷影响因素等，证明了利用CCTV检测技术进行排水管网验收的可行性和有效性，同时为其他城市排水管网验收提供参考。
0 引言
随着城市建设的快速发展，水生态问题凸显，水污染这个名词也纳入了我们的关注范围，各地陆续开展“两个清零、一个提标”专项行动［1］。新建小区是城市污水的源头，其排水管网的健康状况直接影响着城市水环境［2］。因此，对新交付小区进行全管段检测，从源头上掌握排水管道的具体运转情况，成为现阶段整治城市雨污合流问题的重要手段之一。目前，常见的排水管道检测方法包括：CCTV 检测、QV 检测（管道潜望镜检测）、声呐检测、人工检视以及管道扫描等方法［3-5］。CCTV 检测技术诞生于20 世纪50 年代的欧洲，经历近半个世纪发展，自20 世纪90 年代进入中国，逐步应用于排水管道的设计、建设和竣工验收等方面［6-7］。新建小区作为城市污水主要来源，其排水管网的健康状况对整个城市的水环境质量提升有着重要意义。
近年来，国家对城镇排水系统的提质增效逐步重视，从源头治理的角度，新建小区排水系统的提质增效是保障雨污分流改造成效的一个重要部分［8］。以济南市主城区176 个新建小区排水管网检测为例，分别介绍CCTV 检测的技术路线、检测内容、技术标准和应用实例，并作出结果分析。
1 CCTV检测
CCTV 检测指通过闭路电视录像的形式，将摄像设备置于排水管道内，在终端电视屏幕上进行直观影像显示和影像记录存储的图像通信检测系统［9］。CCTV 检测采集的影像数据传输至计算机后，由专业的检测工程师对影像资料进行判读，通过专业知识和专业软件对管道现状进行分析、评估，有效地查明管道内部破损情况、腐蚀状况及渗漏点的准确位置，科学全面地了解管道的现状，并对排水管道运行质量及功能状况进行综合、科学的评判［10-12］。
1.1 仪器设备
（1）检测仪器。SINGA300管网检测机器人。
（2）技术参数。适用于管径200～2 000 mm；单向检测长度为120 m时，爬坡能力应大于5°；摄像单元为720TVL SONY CCD、镜头可以360°×270°旋转。
（3）辅助设备。Peek-2s Plus管道潜望镜。
1.2 检测流程
根据管道直径、管道内积水情况、检测设备功能等选择达到管道结构和功能性检测要求的检测方法。当排水管道管径≥300 mm 时，选用CCTV 检测；管道管径＜300 mm 时，无法采用CCTV检测，可以采用QV辅助检测。
CCTV 检测原则上不应带水作业，其准备工作一般包括对于管道积水和积泥的清理工作，如果现场不满足检测条件，应该采取封堵、降水等措施降低水位；如果管道内有淤积，可采用高压清洗设备进行冲洗，保证管道机器人可以正常作业，准备工作流程如图1所示。
图1 CCTV检测准备工作流程
CCTV 检测的工作内容：技术准备，进行现场踏勘、编写技术设计书；管道检测，利用CCTV、管道潜望镜等进行管道检测；数据处理，对影像进行判读、数据处理，生成检测报告；质量检查，对检测成果进行过程检查及最终检查；成果整理与提交，经检查并整改后提交最终成果［13］。工作步骤如图2所示。
图2 CCTV检测工作步骤
1.3 检测内容
基于CCTV 检测技术的排水管网验收方案主要包括五大模块：雨污分流、市政接驳、管道结构性状况、管道功能性状况和检修井及雨水口情况，如图3所示。
图3 检测内容及要求
（1）雨污分流检测内容。检修井内明显混接点和管道内雨污横穿隐蔽混接点。
（2）市政接驳检测内容。小区市政管线的接驳情况和市政管道的通畅性检测。
（3）管道结构性及功能性缺陷评估标准执行的是CJJ181—2012《城镇排水管道检测与评估技术规程》。
（4）检修井及雨水口与传统验收工作内容一致，新增影像资料备案。
2 应用实例
传统的排水管网验收内容包括查验资料和现场踏勘，很难全面掌握雨污水管网及市政接驳的内部状况。为保障雨污分流成效，济南市利用管道检测机器人、管道潜望镜等技术手段，对排水管道进行100%影像检测。对雨污合流和管道缺陷等问题形成影像检测报告，并反馈给开发单位，由开发单位进行整改，整改完毕后对缺陷问题进行复检。本次检测范围为济南市部分区域新建小区，共检测项目176项目，检测排水管网总长度470 km。
2.1 雨污分流情况
雨污分流是减缓城市水污染压力的重要手段，也是保护环境的重要渠道。因此，在城市老旧小区雨污分流改造的同时，在新建小区进行全管段检测，杜绝新的雨污混接点的出现，从“末端治理”回归“源头治理”。
针对雨污混接的检测包括两个方面，一是检查核实雨水和污水混接情况，包括雨水混接污水、污水混接雨水；二是检查存在雨污合流风险的隐患，包括雨水横穿污水检修井或污水管道、雨水横穿雨水检修井或雨水管道。如图4～图5所示。
图4 雨水箅混接入污水检修井
图5 污水管横穿雨水管
2.2 市政接驳情况
市政排水系统属于市政工程的基础组成部分，其主要作用就是能够及时地排放城市中的各种下水，避免城市中出现积水危害。针对市政接驳的检测包括两个方面，一是雨污水系统正常接入市政管线，二是所接驳市政管道运行通畅。
对新建小区进行市政接驳检测，共检测项目176 项，其中115 个项目排水接驳正常且市政运行良好。未接驳市政的因素包括小区接驳管线缺失、周边市政管网尚未完善、市政管道淤积严重等。
2.3 管道缺陷状况
对新建小区排水管道进行CCTV/检测工作，掌握雨污水管道存在的潜在质量缺陷，不仅可以检测复杂工况下管道内部的缺陷情况，还可以很好地了解管道中隐蔽混接点情况，找出问题所在，及时制定有针对性的整改方案，实现“管道零缺陷”交付项目，延长排水管道的使用期限。
管道检测工作内容包括检测判定雨水和污水管道结构性和功能性缺陷，对管段缺陷进行定级以及统计数量；进行缺陷评估，计算管道修复及养护等级，对于三级以上缺陷必须进行整改并进行复检。
2.4 检修井及雨水口状况
检修井及雨水口的检测是对人工现场验收的补充，主要包含外部检查和内部检查，检测明细如表1所示。
表1 检修井及雨水口检测内容
3 检测结果分析及建议
3.1 雨污混接情况
对新建小区进行雨污混接检测，共检测项目176 项，其中102 个项目存在雨污混接情况。对检测结果进行分类统计，总共发现623 处雨污混接情况，具体见表2。进一步对四种类型雨污混接进行对比分析，结果见图6。
表2 雨污混接小区及混接点数量
图6 各类型雨污混接数量占比
由表2和图6分析可知：
（1）在176 个项目排水检测中，有91 个小区存在雨混污的情况，存在最为普遍；雨混污数量505处，数量最多，占比达到81%。
（2）雨水箅接入污水检修井和雨水落水管接入污水检修井两种情况占比最多，在雨混污情况中占比92%，是需要重点关注的易混接位置。
3.2 管道缺陷分析
对管道检测结果按结构性缺陷和功能性缺陷进行分类统计，其中管道结构性缺陷为11 184处，功能性缺陷为3 674处，具体见表3。
表3 管道结构性及功能性缺陷统计结果
注：支管暗接、异物穿入最高缺陷等级为三级。
3.2.1 管道结构性缺陷
管道结构性缺陷等级不同，相应的处理方式也不同。Ⅰ级缺陷为基本完好，不修复；Ⅱ级缺陷为短期无破坏，但做修复计划；Ⅲ级缺陷为短期可能发生破坏，尽快修复；Ⅳ级缺陷为已经发生或即将破坏，立即修复。对所有等级的结构性缺陷数进行对比分析，如图7所示，对需整改的缺陷（Ⅲ级、Ⅳ级）进行对比分析，如图8所示。
图7 各等级结构性缺陷数量占比
图8 需整改的缺陷类型占比
由图7～图8分析可知：
（1）结构性缺陷问题主要集中在Ⅰ级和Ⅱ级，缺陷占比63.3%。表现为轻中度缺陷，对管网系统影响较小，一般建议建设单位做修复计划，可暂时不做整改。
（2）需要建设单位整改的结构性缺陷（Ⅲ级、Ⅳ级）占比36.7%。一般建议开发单位采取非开挖修复或者更换管道等措施进行整改，并进行复检。
（3）在需整改的结构性缺陷（Ⅲ级、Ⅳ级）中，变形缺陷占比59%，破裂缺陷占比31%，是需要重点关注的问题，对于主要道路建议采用非开挖修复更新技术，如采用局部修复、点状原位固化法等，对于园林绿化及支路下建议采取开挖方式更换管道。
3.2.2 管道功能性缺陷
对所有等级的功能性缺陷数进行对比分析，如图9所示，对需整改的缺陷（Ⅲ级、Ⅳ级）进行对比分析如图10所示。
图9 各等级功能性缺陷数量占比
图10 需整改的缺陷类型占比
由图9～图10分析可知：
（1）功能性缺陷问题主要集中在Ⅰ级和Ⅱ级，缺陷占比74.6%。表现为轻中度缺陷，可暂时不做整改，但功能性缺陷问题会随时间升级为Ⅲ级甚至是Ⅳ级，导致排水管道过水能力丢失。
（2）需要建设单位整改的功能性缺陷（Ⅲ级、Ⅳ级）占比25.4%。表现为严重影响管道的过流能力，一般建议开发单位采取措施整改，并进行复检。
（3）在需整改的功能性缺陷（Ⅲ级、Ⅳ级）中，障碍物缺陷占比59%，沉积缺陷占比40%，缺陷问题较为集中，建议采取养护和疏通措施。
3.2.3 缺陷点成因分析
排水管道发生缺陷主要的外界因素包括：埋深、土壤性质、埋土状况、地面负载状况、植被状沉等。管道周围土壤性质、埋土状况、地面负载情况影响排水管道的结构稳定性；管道周围土体松动、地下水位过高造成管道应力变化，进而造成了管道的变形和破裂；地下排水管道所承受的压力主要为管道自重、上部环境压力、管道内部水压以及变形荷载等；埋深与植被状况是影响管道功能性的主要因素［14-16］。
针对新建小区缺陷问题成因做如下分析：
（1）在管线位置分布方面，小区主路下方的排水管网缺陷点数量大于支路和绿化带下方。成因分析：在施工过程中，小区主路下方的污水管网受到上部重载和超载车辆的影响较大，易发生变形、破裂等问题，尤其以小区进出口位置缺陷点更为集中，位于支路和绿化带下方的排水管网受压较小，问题点偏少。
（2）在施工工序方面，排水管网埋设时间在建筑主体完工前的项目造成缺陷概率大于在建筑主体完工后的。成因分析：房地产项目普遍工期紧，各单项分包商众多，交叉施工严重，是导致管道缺陷的重要原因，若排水管网施工工序在整体项目的后期，则出现问题较少。
（3）在施工规范性方面，管道缺陷梳理与沟槽开挖、垫层、回填土等施工环节有密切关系，施工严格按照规范，则出现缺陷较少。
（4）管材与缺陷点关联性分析，在所有检测项目中，HDPE 双壁波纹管占比79.3%，一般塑料管材占比8.3%，钢筋混凝土管占比8%，玻璃钢管占比3.8%，砖砌和陶瓷管占比＜1%。在单位长度管段缺陷数量方面，一般塑料管材单位长度缺陷点最多，达到28.1 个/千米，其次是HDPE 双壁波纹管、陶瓷管、砖砌和玻璃钢，钢筋混凝土管最少，如图11所示。
图11 各类管材缺陷数量统计
4 结束语
文章对传统新建小区验收方法进行了分析，提出了基于CCTV 检测的排水管网验收方案，对检测标准及内容进行重新定义，重点对雨污混接和管道缺陷状况进行了分析，并得出如下结论：
（1）根据雨污混接检测结果统计分析，雨水混入污水情况占比最大，其中表现为雨水箅接入污水检修井和雨水落水管接入污水检修井两种情况最多。
（2）根据管道检测结果统计分析，管道结构性及功能性缺陷中需整改部分占比约30%，管道结构性缺陷和管道功能性缺陷数量比例在4∶1左右。
（3）对管道缺陷类型及等级进行分析，管道结构性缺陷主要为变形、破裂，结构状况受到严重影响或即将导致破坏风险较大；管道功能性缺陷主要为沉积、障碍物，严重影响管道过流能力，将或已经导致污水管网系统运行瘫痪。
（4）新建小区排水管网建设过程中，对承担主要运输功能的主管宜优先采用钢筋混凝土管，对于园林绿化及楼前后支管宜采用HDPE双壁波纹管。
参考文献
［1］ 佚名.山东两部门发文：未来三年城镇污水处理要实现这些目标［J］.给水排水，2022，48（9）：100-100.
［2］ 崔凤军.城市水环境承载力及其实证研究［J］.自然资源学报，1998，13（1）：5.
［3］ 郑瑞东.上海市排水管道CCTV 检测评价技术研究［D］.同济大学，2006.
［4］ 娄继琛，罗建中.管道潜望镜检测技术及其在城市地下管网检测中的应用［J］.广东化工，2017，44（12）：4.
［5］ 张涛.CCTV 检测技术在蚌埠市城区污水管网专项普查，检测中的应用［J］.城市勘测，2021（6）：4.
［6］ 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，2006，22（12）：3.
［7］ 张珺.论排水管道的检测及评价方法［J］.给水排水，2011，47（S1）：418-420.
［8］ 郭翔.CCTV 管道检测在扬州污水提质增效行动中的应用［J］.中国给水排水，2020，36（20）：5
［9］ 广州市市政集团有限公司.城镇排水管道检测与评估技术规程：CJJ 181—2012［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.
［10］ 潘文俊，韩葵，潘宏峰.CCTV 技术在排水管道检测中的应用与探讨［J］.城市勘测，2017（02）：163-166.
［11］ 齐利华，祖士卿，马骥.珠海市某区域污水管网CCTV 检测结果与建议［J］.中国给水排水，2017，33（22）：4.
［12］ 冯成会，郑洪标.CCTV 检测与评估技术在水库排水涵管检测中的应用［J］.测绘通报，2013（S2）：131-134.
［13］ 檀继猛，李建柱，韩宝刚，等.全流程数字化排水管道检测方法应用与研究［J］.城市勘测，2021（6）：4.
［14］ 李晓峰.城镇污水管网健康状况评价与修复技术优选研究［D］.苏州：苏州科技大学，2019.
［15］ 蒋瑞，储征伟.城市排水管道健康状况检测与评估内外业流程一体化方案设计与应用［J］.测绘通报，2016（12）：90-95.
［16］ 陈立道，施兰章.城市排水管道损坏原因与修复对策［J］.给水排水，2002，28（3）：4.
Application of CCTV detection technology in the acceptance of drainage network in the new residential community
ZHANG Pengfei，HAN Baogang，TAN Jimeng，SHAO Shicheng，CAO Guizhou
（Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Institute，Jinan Shandong 250101，China）
Abstract：A comprehensive grasp of the health status of the drainage pipe network of the newly built residential area is one of the important contents of urban stormwater diversion transformation，which can provide a basis for urban planning，construction，follow-up custody and maintenance，and the formulation of pipe network maintenance and repair plans.From the perspective of actual production and application，this paper proposed a method for drainage pipe network acceptance based on CCTV detection technology，aiming at the problems of "through-ball test" and many hidden points in drainage pipe section in traditional new residential drainage pipe network acceptance，and obtained a feasible drainage pipeline data collection and acceptance scheme.Taking some newly built residential areas in Jinan as the research object，the five aspects of rainwater sewage diversion，municipal connection，pipeline structural condition，pipeline functional condition and manhole and rainwater outlet were tested，and the risk points of rainwater mixed connection and the influencing factors of pipeline defects were summarized and analyzed，which proved the feasibility and effectiveness of using CCTV detection technology for drainage pipe network acceptance，and provided reference for the acceptance of drainage pipe network in other cities.
Keywords：CCTV detection technology；drainage pipe network acceptance；rainwater and sewage diversion system；pipe defects
引文格式：张鹏飞，韩宝刚，檀继猛，等.CCTV 检测技术在新建小区排水管网验收中的应用［J］.北京测绘，2023，37（9）：1314-1319.
［作者简介］张鹏飞（1991—），男，山东淄博人，硕士，工程师，研究方向为管道检测、管线测绘。
E-mail: jnkcyzpf@163.com
［通信作者］ 韩宝刚，E-mail：247798395@qq.com
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