張鵬飛 韓寶剛 檀繼猛 邵士成 曹桂州

（濟南市勘察測繪研究院，山東 濟南 250101）

0 引言

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

近年來，國家對城鎮(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重要部分［8］。以濟南市主城區(qū)176 個新建小區(qū)排水管網(wǎng)檢測為例，分別介紹CCTV 檢測的技術(shù)路線、檢測內(nèi)容、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用實例，并作出結(jié)果分析。

1 CCTV檢測

CCTV 檢測指通過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的圖像通信檢測系統(tǒng)［9］。CCTV 檢測采集的影像數(shù)據(jù)傳輸至計算機后，由專業(yè)的檢測工程師對影像資料進(jìn)行判讀，通過專業(yè)知識和專業(yè)軟件對管道現(xiàn)狀進(jìn)行分析、評估，有效地查明管道內(nèi)部破損情況、腐蝕狀況及滲漏點的準(zhǔn)確位置，科學(xué)全面地了解管道的現(xiàn)狀，并對排水管道運行質(zhì)量及功能狀況進(jìn)行綜合、科學(xué)的評判［10-12］。

1.1 儀器設(shè)備

（1）檢測儀器。SINGA300管網(wǎng)檢測機器人。

（2）技術(shù)參數(shù)。適用于管徑200～2 000 mm；單向檢測長度為120 m時，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 檢測流程

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

CCTV 檢測原則上不應(yīng)帶水作業(yè)，其準(zhǔn)備工作一般包括對于管道積水和積泥的清理工作，如果現(xiàn)場不滿足檢測條件，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檢測準(zhǔn)備工作流程

CCTV 檢測的工作內(nèi)容：技術(shù)準(zhǔn)備，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘、編寫技術(shù)設(shè)計書；管道檢測，利用CCTV、管道潛望鏡等進(jìn)行管道檢測；數(shù)據(jù)處理，對影像進(jìn)行判讀、數(shù)據(jù)處理，生成檢測報告；質(zhì)量檢查，對檢測成果進(jìn)行過程檢查及最終檢查；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檢測工作步驟

1.3 檢測內(nèi)容

基于CCTV 檢測技術(shù)的排水管網(wǎng)驗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 檢測內(nèi)容及要求

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

（2）市政接駁檢測內(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。

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

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

2 應(yīng)用實例

傳統(tǒng)的排水管網(wǎng)驗收內(nèi)容包括查驗資料和現(xiàn)場踏勘，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，濟南市利用管道檢測機器人、管道潛望鏡等技術(shù)手段，對排水管道進(jìn)行100%影像檢測。對雨污合流和管道缺陷等問題形成影像檢測報告，并反饋給開發(fā)單位，由開發(fā)單位進(jìn)行整改，整改完畢后對缺陷問題進(jìn)行復(fù)檢。本次檢測范圍為濟南市部分區(qū)域新建小區(qū)，共檢測項目176項目，檢測排水管網(wǎng)總長度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，在新建小區(qū)進(jìn)行全管段檢測，杜絕新的雨污混接點的出現(xiàn)，從“末端治理”回歸“源頭治理”。

針對雨污混接的檢測包括兩個方面，一是檢查核實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。針對市政接駁的檢測包括兩個方面，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行通暢。

對新建小區(qū)進(jìn)行市政接駁檢測，共檢測項目176 項，其中115 個項目排水接駁正常且市政運行良好。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

對新建小區(qū)排水管道進(jìn)行CCTV/檢測工作，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情況，找出問題所在，及時制定有針對性的整改方案，實現(xiàn)“管道零缺陷”交付項目，延長排水管道的使用期限。

管道檢測工作內(nèi)容包括檢測判定雨水和污水管道結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷，對管段缺陷進(jìn)行定級以及統(tǒng)計數(shù)量；進(jìn)行缺陷評估，計算管道修復(fù)及養(yǎng)護等級，對于三級以上缺陷必須進(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是對人工現(xiàn)場驗收的補充，主要包含外部檢查和內(nèi)部檢查，檢測明細(xì)如表1所示。

表1 檢修井及雨水口檢測內(nèi)容

3 檢測結(jié)果分析及建議

3.1 雨污混接情況

對新建小區(qū)進(jìn)行雨污混接檢測，共檢測項目176 項，其中102 個項目存在雨污混接情況。對檢測結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計，總共發(fā)現(xiàn)623 處雨污混接情況，具體見表2。進(jìn)一步對四種類型雨污混接進(jìn)行對比分析，結(jié)果見圖6。

表2 雨污混接小區(qū)及混接點數(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 個項目排水檢測中，有91 個小區(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%，是需要重點關(guān)注的易混接位置。

3.2 管道缺陷分析

對管道檢測結(jié)果按結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷進(jìn)行分類統(tǒng)計，其中管道結(jié)構(gòu)性缺陷為11 184處，功能性缺陷為3 674處，具體見表3。

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

3.2.1 管道結(jié)構(gòu)性缺陷

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

圖7 各等級結(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)性缺陷問題主要集中在Ⅰ級和Ⅱ級，缺陷占比63.3%。表現(xiàn)為輕中度缺陷，對管網(wǎng)系統(tǒng)影響較小，一般建議建設(shè)單位做修復(fù)計劃，可暫時不做整改。

（2）需要建設(shè)單位整改的結(jié)構(gòu)性缺陷（Ⅲ級、Ⅳ級）占比36.7%。一般建議開發(fā)單位采取非開挖修復(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、Ⅳ級）中，變形缺陷占比59%，破裂缺陷占比31%，是需要重點關(guān)注的問題，對于主要道路建議采用非開挖修復(fù)更新技術(shù)，如采用局部修復(fù)、點狀原位固化法等，對于園林綠化及支路下建議采取開挖方式更換管道。

3.2.2 管道功能性缺陷

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

圖9 各等級功能性缺陷數(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）功能性缺陷問題主要集中在Ⅰ級和Ⅱ級，缺陷占比74.6%。表現(xiàn)為輕中度缺陷，可暫時不做整改，但功能性缺陷問題會隨時間升級為Ⅲ級甚至是Ⅳ級，導(dǎo)致排水管道過水能力丟失。

（2）需要建設(shè)單位整改的功能性缺陷（Ⅲ級、Ⅳ級）占比25.4%。表現(xiàn)為嚴(yán)重影響管道的過流能力，一般建議開發(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、Ⅳ級）中，障礙物缺陷占比59%，沉積缺陷占比40%，缺陷問題較為集中，建議采取養(yǎng)護和疏通措施。

3.2.3 缺陷點成因分析

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、地下水位過高造成管道應(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］。

針對新建小區(qū)缺陷問題成因做如下分析：

（1）在管線位置分布方面，小區(qū)主路下方的排水管網(wǎng)缺陷點數(shù)量大于支路和綠化帶下方。成因分析：在施工過程中，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、破裂等問題，尤其以小區(qū)進(jìn)出口位置缺陷點更為集中，位于支路和綠化帶下方的排水管網(wǎng)受壓較小，問題點偏少。

（2）在施工工序方面，排水管網(wǎng)埋設(shè)時間在建筑主體完工前的項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)項目普遍工期緊，各單項分包商眾多，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)施工工序在整體項目的后期，則出現(xiàn)問題較少。

（3）在施工規(guī)范性方面，管道缺陷梳理與溝槽開挖、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）管材與缺陷點關(guān)聯(lián)性分析，在所有檢測項目中，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%。在單位長度管段缺陷數(shù)量方面，一般塑料管材單位長度缺陷點最多，達(dá)到28.1 個/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

4 結(jié)束語

文章對傳統(tǒng)新建小區(qū)驗收方法進(jìn)行了分析，提出了基于CCTV 檢測的排水管網(wǎng)驗收方案，對檢測標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)容進(jìn)行重新定義，重點對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)雨污混接檢測結(jié)果統(tǒng)計分析，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)管道檢測結(jié)果統(tǒng)計分析，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）對管道缺陷類型及等級進(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)重影響管道過流能力，將或已經(jīng)導(dǎo)致污水管網(wǎng)系統(tǒng)運行癱瘓。

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