李正雄,齐鹏明,杨 明

(中国水利水电第十四工程局有限公司,云南 昆明 650041)

1 概述

盘溪河(两江段)流域面积为16.05 km2，总排水管网长度约为306.4 km，其中雨水管网149.1 km，污水管网117 km，合流管网31.5 km，箱涵4.4 km。该流域属于高度建成区，市政排水管网运行时间较长，管网淤堵、错接、乱接、乱排问题严重，管道内部缺陷严重，污水外渗，旱季仍有混接污水通过雨水排口入河；雨季溢流污染和径流污染未有效控制，对水库水质污染大、恢复周期长；管道错接混接情况普遍，为主要污染源；小区阳台、洗车场、饮食街等也为不可小视的污染源。污染物经湖库、河道沿岸雨水排放口进入水体，导致河道、水库水体污染。

城市水环境的治污根本在源头，源头在管网整治。本项目通过对排口污染物进行溯源，对雨污管网连接关系，错接、漏接情况进行预判；通过QV、CCTV等仪器设备对排水管网进行内窥检测，确定管道功能性缺陷和结构性缺陷，并对管道进行评估，为后期管网接驳完善、维护、修复和小区正本清源等提供准确、详实的基础资料。

2 排水管网排查溯源

2.1 市政排水管线摸查

首先进行排水管网资料收集、现场踏勘、资料整合分析[1]。现有管网资料仅为市政管网管理、维护单位提供的早期版本排水管网图，时间较早，与现场偏差较大，仅能作为参考使用。

市政排水管线摸查的目的是对流域内建筑红线外的市政排水管线进行调查、测量，查清现状排水管线的种类、分布等。摸查时应注意管线的系统性和完整性。

雨、污水管道种类的界定原则上按照管道的原始功能进行划分，即接雨水篦的为雨水管，收集用户污水的管道为污水管。

采用人工调查和仪器辅助调查的方式进行市政排水管线的摸查。对于现场无法查明的管线段或井，则对比收集资料借助QV或CCTV等仪器探查，再结合实地情况进行推测，并用文字进行注释说明，供设计参考；对于路口等重要地段的检修井，务必采用多措施查明，以确保排水管的系统性和完整性。

2.2 排放口溯源

按照“晴天查污水混入雨水，雨天查雨水混入污水”的原则，利用人工探查、物探等方法，结合水质、水量检测，自下而上溯源，溯源路径如图1所示。

图1 溯源路径示意

以河道、湖库雨水排放口为起点，采用自下而上、由末端向源头追溯的方法，查明各湖库、河流排放口的纳污区域和污水来源及雨水管网混接点情况。同时，以污水干管系统的关键节点为起点，查明进入污水系统的雨水来源及混接点。

实地查明污水(包括雨污合流)用户管排入雨水干支管、雨水用户管接入污水干支管的接入点(亦包括市政雨污水管的混接点)，并向上追溯至少两个井，为设计改造提供依据。

为便于设计区分，要求对混接点的水质、水量进行测量(若为间歇性排放，测量接入管的污迹高度)。

对入河的排放口(包括暗涵段)，应全部调查无遗漏。调查内容包括位置、高程、排放口性质、排水情况、排水量。调查时间需在未下雨持续时间至少2 d后，对设计要求的排放口污水来源进行源头调查。初步分辨类别(雨水、污水、合流排放口)，记录调查时间。为排放口污染源调查工作提供依据。

2.3 小区排水管线摸查

对4个正本清源示范小区范围内进行排水管网探查，内容包括污水管、雨水管、合流管及建筑立管、化粪池、隔油池、沉淀池、雨水篦子等，并查明小区排水系统与市政的接驳口。

建筑立管按以下规定分类：

1) 水立管——直接接屋面或雨棚面，中途未接其他生活污水支管；

2) 污水立管——直接接室内卫生间或其他生活污水管；

3) 合流立管——既直接接屋面或雨棚面，中途又接入其他生活污水支管。

需调查检查井的淤堵情况(按占管道的几分之几表示)。地下建(构)筑物(化粪池、隔油池、毛发收集池、沉淀池、医药废水处理池等)需尽量调查井室大小(用长X宽Y高H表示，单位mm)，实地定出范围并实测。独立化粪池(定期抽排没有接市政的)需特别说明，小区有工业废水、医药废水的要重点说明。

3 排水管道内窥检测及缺陷评定

3.1 检测方法选择

3.1.1传统检测方法

传统检测方法主要有潜水检测法、目视检测法、简易工具检测法等[2](见表1)。

表1 传统检测方法

传统的排水管网检测方法不仅具有一定的盲目性，而且成本也髙、效率低、危险性大，排水管道内部实际情况与排查检测结果会存一定差异，导致不能准确摸清排水管道内部缺陷情况，不能达到需要的检测精度，不能作为后续管网设计依据。

3.1.2新型检测方法

目前市政排水管网内窥检测的新型检测方法主要有CCTV机器人检测、管道潜望镜检测(QV)、声呐检测等。

1) CCTV机器人检测

CCTV(Closed Circuit television)检查技术也称管道内窥摄像检查技术，主要由3部分组成：操纵电缆盘(架)、主控制器、照明灯摄像爬行器—带摄像头的“行走机器人”[3]。

CCTV机器人是通过操作电脑控制平台来控制CCTV检测机器人在排水管道内的前进方向和前进速度，通过电脑控制平台调节摄像头对排水管道内功能性缺陷和结构性缺陷进行拍摄，并将相关情况通过电缆传输到电脑控制平台显示屏上，同时将拍摄原始视频资料记录并存储在电脑上，以便后期做进一步的评估分析。CCTV检测设备见图2 ，图3 是现场实施照片。当完成CCTV检查的外业工作后，根据《城镇排水管道检测与评估技术规程》(CJJ 181—2012)要求对排水管道检查的视频录像资料进行缺陷编码和缺陷图片抓取，并对排水管道缺陷进行分析判读，最终编写检查评估报告[4]。

图2 CCTV检测设备示意

图3 现场实施照片示意

2) 管道潜望镜(QV)检测

潜望镜系统主要由3部分组成：控制杆、探头、标准控制器。通过电缆将探头与控制器连接，将探头放入管道检修井口，通过控制器来调节探头的焦距以及光源亮度，拍摄管道内的影像，同时将视频影像实时存储在控制器内，QV检测设备见图4所示，现场实施照片见图5。

图4 QV检测设备示意

图5 现场实施照片示意

当完成外业工作后，根据《城镇排水管道检测与评估技术规程》(CJJ 181—2012)要求对管道缺陷进行分析处理，编写管道检查评估报告。

3) 管道声呐检测

利用声波反射原理，对水下物体(满水或2/3以上水位)进行定位识别和探测，不需要将管道内部积水抽干，最后形成排水管道横断面图，让人能够直观地了解到排水管道内壁及沉积情况，可以对CCTV检测技术不足作进一步补充完善。通过相关功能扩展件，可以将CCTV机器人与声纳检测设备进行优化组合，实现水上水下同时检测的目的。

表2给出了新型检测方法的优缺点对比。

表2 新型检测方法优缺点

结合盘溪河项目实际情况，管道内窥检测采用管道CCTV机器人检测和管道潜望镜检测(QV)相结合的方式进行，对于淤堵及积水较深管段，通过清淤疏浚后再采用CCTV或QV设备进行检测。

3.2 内窥检测结果

管道评估根据检测资料进行，检测资料包括现场记录表、影像资料等[5]。为了提高效率，本次管道检测采用专业管道检测计算软件进行管道的评估计算及报告生成等工作。

当管道缺陷是局部性缺陷且纵向长度不大于1 m时，长度按1 m计算；当缺陷是连续性缺陷且长度大于1 m时，按实际长度计算。当在1 m长度内存在2个及以上的缺陷时，该1 m长度内各缺陷分值叠加，如果叠加值大于10分，按总分10分计算，叠加后该1 m长度的缺陷按一个缺陷计算(相当于一个综合性缺陷)。缺陷分值取值主要结合缺陷严重程度进行判断，以管道变形为例，变形不大于管道直径的5%时分值为1分，变形为管道直径的5%～15%时分值为2分，变形为管道直径的15%～25%时分值为5分，变形大于管道直径的25%时分值为总分10分。

排水管道内部的功能性缺陷和结构性缺陷情况不能用简单的长度平均值，长度平均值不能直观反映出排水管道的真实缺陷情况，长度平均值掩盖了管道的局部缺陷信息。用多指标法进行管道状况的评估是十分必要的。采用点数平均值指标和最大缺陷值指标，再结合管道的缺陷密度指标的评估方法，可以从不同的侧面分别做出评估，指标之间互相完善和补充，形成一个完整的评估体系[6]。

管道损坏状况系数和运行状况系数分别按点数计算平均值和最大值，按分值大者确定管道的缺陷等级，缺陷与分值对应关系见表3。

表3 缺陷与分值对应

管道结构性缺陷等级评定方法：无或有轻微缺陷，结构状况基本不受影响，但具有潜在变坏的可能的为Ⅰ级结构性缺陷；管段缺陷明显超过一级，具有变坏的趋势的为Ⅱ级结构性缺陷；管段缺陷严重，结构状况受到影响的为Ⅲ级结构性缺陷；管段存在重大缺陷，损坏严重或即将导致破坏的为Ⅳ级结构性缺陷。

管道功能性缺陷等级评定方法：无或有轻微影响，管道运行基本不受影响的为Ⅰ级功能性缺陷；管道过流有一定的受阻，运行受影响不大的为Ⅱ级功能性缺陷；管道过流受阻比较严重，运行受到明显影响的为Ⅲ级功能性缺陷；管道过流受阻很严重，即将或已经导致运行瘫痪的为Ⅳ级功能性缺陷。

盘溪河流域累计对300 km市政排水管网完成内窥检测，通过内窥检测技术发现流域内管段缺陷总数为9 670个，其中结构性缺陷总数为3 266个、功能性缺陷总数为6 404个。流域缺陷汇总表见表4。

表4 流域缺陷汇总 个

4 结语

盘溪河流域水环境综合整治工程涉及管网长度约为300 km，沿河管网排口较多，经排查发现存在大量错节、混接、乱接情况，管道内部破裂、渗漏等缺陷严重，污水由雨水管道经排口进入河库，导致水质较差。彻底改善水质需从源头上解决污染物入河问题，精准的排水管网排查溯源将对排水管网的“拨乱反正”提供本底资料，为实现彻底的雨污分流提供保障。本项目以管网内窥溯源报告为基础，完善了雨污分流、管网缺陷修复、小区正本清源等治污方案设计，为盘溪河流域水环境水质达标提供了有力保障。

随着城市规模的不断扩张，城市排水问题日益突出。由于城市建设初期市政管网规划不完善、考虑不长远，特别是城市兴建地铁、市政道路时对市政排水管网破坏极大，导致管道病害情况日益严重，甚至部分位置管网功能出现了瘫痪，增加管网维护难度。通过CCTV、QV、声呐等先进技术对管道进行内窥检查，形成内窥报告，可以为海绵城市建设、管网维护修复提供较为可靠的技术支持。