河道截污箱涵无损检测技术应用与研究.pdf

:/.:/第 卷 增 人民珠江 年 月 收稿日期:作者简介:白老朋()男硕士工程师主要从事水利水电技术管理、项目管理、河道管理等工作 :.河道截污箱涵无损检测技术应用与研究白老朋薛跃辉史凯升(深圳市观澜河流域管理中心广东 深圳)摘要:许多河道沿河截污箱涵因建成时间早、负荷大、受力不佳、常年受污水腐蚀等原因造成不同程度的结构性及功能性损坏 以深圳市观澜河沿河截污箱涵检测为例通过对 检测技术、声呐检测技术检测技术等多种检测技术的分析、应用提出针对不同情况下的截污箱涵可综合运用多种技术进行检测为沿河截污箱涵的结构性及功能性检测提供参考关键词:河道截污箱涵无损检测中图分类号:文献标志码:文章编号:()河道沿河截污箱涵是城市排水防汛保障体系的重要基础设施其收集、转输城市污水的功能对保障城市日常生产运行意义重大 近年来在河道沿河截污箱涵快速建设增长的同时截污箱涵运营维护管理机制不健全带来的问题也日益凸显 深圳市观澜河截污箱涵因建成时间早、负荷大毛石结构、受力不佳污水腐蚀雨水管早期建设标准较低、施工质量不达标等问题使截污箱涵受损严重是近年来河道两岸地面塌陷主要原因之一 因此定期通过有效的检测技术对运行一定年限的河道沿河截污箱涵进行结构性及功能性检测对排水管道及箱涵安全运行而言极为重要 传统检测虽然简便快捷、成本低由于受检查人员自身职业技术素质的制约检查结果往往带有一定的主观判断性根据深圳市水务局关于印发 (试行)的通知对运行一定年限的排水管道及箱涵需进行结构性及功能性检测工作 观澜河截污箱涵及管道运行期限已达到规范规定的需检测年限因此开展对观澜河截污箱涵及管道进行功能状况及结构状况检测和评估 本次检测选用(闭路电视系统)、(管道潜望镜)、声呐检测技术相结合的方式对箱涵及管道进行检测能够准确、清晰地反映城市地下排水管道的结构和功能状况是排水养护检查的有效手段 同时为后期截污箱涵的管理维护提供指导依据为沿河污水管涵无损检测技术的应用提供参考借鉴 深圳市观澜河沿河截污箱涵现状.工程概况深圳市观澜河沿河截污箱涵通过“截流治污调蓄处理”的理念解决污水直排入河、水质恶化的问题对旱季沿河漏排污水和支流总口截污后的混流污水进行全面截流保障观澜河水质达标要求工程南起坂田河、油松河汇合口北至深圳东莞交界临近企坪断面处 自 年通水运行至今沿河截污箱涵各个地方陆续出现不同程度的开裂、沉降、塌陷等问题.检测段截污箱涵的基本情况沿河截污箱涵是观澜河流域污水治理工程的重要组成部分河道全长约 截污箱涵结构为毛石结构断面尺寸为.设计最大负载 本次对观澜河沿河截污箱涵进行全程检测人民珠江 年增刊(部分河段两岸均建有截污箱涵)检测段截污箱涵断面见图)截污箱涵内部情况)截污箱涵断面()图 观澜河截污箱涵 具体检测方法极其原理主要通过 检测技术、检测技术、声呐检测技术 种箱涵管道无损检测手段对深圳市观澜河沿河截污箱涵的结构性和功能性进行一个详细准确的检测.检测设备及技术方法(闭路电视系统)检测系统主要由主控制器、电缆盘、摄像爬行器三部分组成 其工作原理是通过主控制器控制摄像爬行器对管道内部进行全程摄像检测并将在管涵内拍摄到的影像数据传回并保存到主控制器为检测人员后期对管涵的结构性及功能性评估提供依据(图)系统设备)工作示意图 检测系统.检测设备及技术方法(管道潜望镜)检测是一款新型的影像快速检测系统该产品采用工业级高分辨率彩色摄像系统和便携式智能控制影像录制处理终端配合调焦变倍和俯仰调节功能配备强力照明光源和高强度伸缩加长杆可对各种检测人员无法到达的管涵进行实时影像检测可清晰地显示管道及容器内部结构性缺陷及功能性缺陷并录像保存 用录影的方法对管道内部的堆积、损坏、脏东西穿进、漏水、暗接等情况开展检测拍摄并将在管涵内拍摄到的管涵运行状况、排口部位、损伤程度等影像数据传回并保存到主控制器指导后期管涵的管理和维护(图)系统设备图 检测系统人民珠江 年增刊)工作示意续图 检测系统.声呐检测设备及技术方法声纳检测系统由声纳主控、探头、线缆盘和漂浮筏组成 声纳探头具有一个可旋转的超声换能器换能器投射声波到管道壁并接收回波 声纳检测技术是利用声波比光波和电磁波在水中传播距离长的特点主要应用于不宜进行视频拍摄的充满度较高的排水管涵(图)系统设备)工作示意图 声呐检测系统设备及检测工作示意 检测结果.管涵内部检测情况概述本次检测管涵内窥检测长度为 .涉及 段箱涵及管道(其中箱涵为 段管道为 段)发现 段管涵出现 处缺陷(级缺陷 处、级缺陷 处、级缺陷 处和 级缺陷 处)段管涵无明显缺陷缺陷率为.管涵内部检测结果见表 表 管涵段缺陷统计单位:处缺陷名称级级级级合计结构性缺陷破裂()变形()腐蚀()错口()起伏()脱节()接口材料脱落()支管暗接()异物穿入()渗漏()小计功能性缺陷沉积()结垢()障碍物()残墙、坝根()树根()浮渣()小计.管网内部检测情况统计本次检测的管涵段数为 段(其中箱涵为 段管道为 段)共发现 段管涵存在明显缺陷缺陷率为.共发现 处管涵缺陷其中缺陷级 处、缺陷级 处、缺陷级 处、缺陷级 处见表 表 缺陷管涵情况汇总项目数值项目数值检测长度/.级缺陷 处占比.检测管涵段/段级缺陷 处占比.缺陷管涵段级缺陷 处占比.缺陷管涵段比例/.级缺陷 处占比.人民珠江 年增刊 检测评估.管涵结构性状况评估)按照式()、()计算沿河截污箱涵结构性缺陷相关参数当 时 ()当 时 ()式中 管涵结构性缺陷参数 管涵损坏状况参数管涵结构性缺陷中损坏最严重处的分值 管涵损坏状况参数按缺陷点数计算的平均分值)按照式()()计算沿河截污箱涵损坏状况参数 按照式()()计算箱涵损坏状况参数:()()()式中 管涵结构性缺陷数量 纵向净距大于.的缺陷数量 纵向净距大于.且不大于.的缺陷数量 纵向净距大于.的缺陷分值 纵向净距大于.且不大于.的缺陷分值 结构性缺陷影响系数与缺陷间距有关 当缺陷的纵向净距大于.且不大于.时.按照式()计算箱涵结构性缺陷密度:()()式中 管涵结构性缺陷密度 管涵长度 纵向净距大于.的结构性缺陷长度 纵向净距大于.且不大于.的结构性缺陷长度)箱涵结构性缺陷等级及类型的确定 当箱涵缺陷参数 时缺陷等级为说明箱涵没有或者有轻微缺陷箱涵结构基本安全可靠但是具有破损的可能当 时缺陷等级为说明箱涵破损可能性进一步变大当 时缺陷等级为说明箱涵破损严重存在重大缺陷 当箱涵缺陷密度指数.时为箱涵整体存在结构性缺陷)按照式()计算箱涵修复指数().()式中 地区重要性参数按表 确定 管涵重要性参数按表 确定 土质影响参数按表 确定表 地区重要性参数()地区类别 值具有特级民用建筑工程的区域 具有一、二级民用建筑工程的区域 具有三、四级民用建筑工程的区域 其他区域或 时 表 管涵重要性参数()管径范围/值 (或 )表 土质影响参数 项目一般土层或 粉砂层湿陷性黄土强中弱膨胀土强中弱软弱土淤泥淤泥质土红黏土 值人民珠江 年增刊)管道的修复等级按表 确定表 管涵及管道修复等级划分等级修复指数()修复建议及说明既有已投入运行的管涵新建待移交的管涵及管道级结构条件基本完好不修复级 结构条件短期内不会发生破坏现象管道存在一定的结构性缺陷起伏、错口和接口材料脱落缺陷可暂不修复但应做修复计划其他结构性缺陷应立即修复级 结构已经发生或即将发生破坏应立即修复应立即修复 针对本次检测管涵结果出现的结构性缺陷根据 城镇排水管道检测与评估技术规程规范对管涵段进行数据分析和结果评估依据式()计算:.()式中 按式()、()确定 当 时根据其他行车道路、附近有三、四级民用建筑工程的区域取 当 时根据管径大小相对应取值 按一般土层取 对本次检测结构性缺陷管涵进行修复指数计算得出结果并汇总见表 表 结构性缺陷修复指数()汇总等级数量占比/正常.级.级 .级.管涵功能性状况评估.计算箱涵功能性缺陷参数当 时 ()当 时 ()式中 管涵功能性缺陷参数 管涵运行状况参数功能性缺陷中最严重处的分值 管涵运行状况参数按缺陷点数计算的功能性缺陷平均分值.确定箱涵运行功能参数)按照式()计算箱涵运行功能参数:()()()式中 管涵的功能性缺陷数量 纵向净距大于.的缺陷数量 纵向净距大于.且不大于.的缺陷数量 纵向净距大于.的缺陷分值 纵向净距大于.且不大于.的缺陷分值 功能性缺陷影响系数与缺陷间距有关当缺陷的纵向净距大于.且不大于.时.)按照式()计算箱涵功能性缺陷密度()()式中 管涵功能性缺陷密度 管段长度 纵向净距大于.的功能性缺陷长度 纵向净距大于.且不大于.的功能性缺陷长度.管涵功能性缺陷等级评定等级评定应符合表 的规定管涵功能性缺陷类型评估参见表 人民珠江 年增刊 表 功能性缺陷等级评定等级缺陷参数运行状况说明无或有轻微影响 管道过流有一定的受阻 管道过流受阻很严重表 管段功能性缺陷类型评估缺陷密度指数功能性缺陷类型.整体 级管涵及管道运行基本不受影响级管涵及管道运行受影响不大级管涵及管道运行受到明显影响级管涵及管道即将或已经导致运行瘫痪.管涵养护指数按式()计算指数:.()式中 地区重要性参数见表 管道重要性参数见表.管涵的养护等级养护等级见表 针对本次检测管涵所出现的功能性缺陷结合 城镇排水管道检测与评估技术规程规范对缺陷问题进行分析和评估依据式()计算可得式():.()式中 按式()、()确定 时 按其他行车道路的区域取 时根据管径大小相对应取值对本次检测功能性缺陷管涵进行养护指数计算得出结果并汇总见表 表 管涵养护等级划分养护等级养护指数养护建议及说明既有已投入运行的管涵及管道新建待移交的管涵及管道没有明显需要处理的缺陷没有明显需要处理的缺陷 没有立即进行处理的必要但宜安排处理计划管道过流存在一定程度的受阻移交前应进行处理 输水功能受到严重影响应立即进行处理管道过流受阻比较严重应立即处理 表 功能性缺陷养护指数汇总等级数量占比/正常.级.级 .级.检测总结.修复箱涵结构性缺陷在 处结构性缺陷中对修复等级为 级的箱涵缺陷段结构条件基本完好不修复对 级修复等级的箱涵缺陷段箱涵结构在短时间内不会发生破损但应提前做好修复计划对修复等级为 级的缺陷管涵段结构在短期内可能会发生破坏应尽快修复对修复等级为 级的缺陷箱涵段箱涵结构已经发生或即将发生破损应立即组织人员进行修复工作.消除箱涵功能性缺陷在 处功能性缺陷中对养护等级为 级的缺陷管涵段过水基本不受影响没有明显需要处理的缺陷对 级养护等级的箱涵缺陷段可以暂不人民珠江 年增刊 进行处理但应提前做好处理计划对养护等级为 级的缺陷涵段根据基础数据进行全面的考虑应尽快处理对 级养护等级的箱涵缺陷段严重影响箱涵的污水转输功能应该立即组织人员进行管养维护 结语随着社会经济快速发展保障城市排水防汛、提高水利工程的运行和管理维护显得尤为重要 在河道截污箱涵无损检测过程中首选 对箱涵及管道进行检测由于积水或者淤积等情况无法采用 检测同一段箱涵或管道采用 结合声纳进行检测管涵水位过高或其他原因导致无法采用 或 检测时单一采用声纳进行探测 同时还可结合管网探漏、闭水试验等技术方法互为补充对比验证后得到箱涵或管道的具体情况为后期的管理维护提供指导依据为无损检测技术在河道截污箱涵的结构性及功能性检测中提供了可行性较高的借鉴经验参考文献:深圳市市政排水管道电视及声纳检测评估技术规程(试行).龙甜甜.城市排水管道检测技术应用与适用性分析.城镇供水():.黄贵.电视和声纳检测技术在排水管道养护中的应用.科技信息():城镇排水管道检测与评估技术规程:.城镇排水管道维护安全技术规程:.北京:中国建筑工业出版社.曹绮雯.无损技术在地下输水箱涵中的应用研究.人民珠江():.孔令芳.市 政管道 检测技 术应 用分析 .南北 桥():.邓云辉.管道 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