阜阳市位于安徽省西北部,地处淮北平原,是京九铁路沿线重要的区域中心城市。阜阳市城区供水管网总长度约2200公里,其中约40%的管道运行年限超过20年,管道老化带来的渗漏、爆管和水质问题日益突出。准确掌握管道内部健康状况是制定科学修复计划的前提——CCTV(闭路电视)管道内窥检测技术正是实现这一目标的“眼睛”。通过将高清摄像机送入管道内部进行实时视频检测,可以直观地查明管道的结构缺陷、沉积状况和接口状态,为管道的修复、更新和运维管理提供详实的数据支撑。
一、CCTV管道内窥检测系统
1.1 检测设备组成与技术参数
典型的CCTV管道内窥检测系统由以下部分构成:爬行器(也称机器人载体)——搭载摄像机在管道内行走,通常为轮式或履带式驱动,具备前后双向移动、升降摄像机和变焦功能,适用于DN150-DN2000的管道;高清摄像机——分辨率不低于1080P,具备10倍以上光学变焦和360°旋转云台,配备高亮度LED照明系统;电缆卷盘——连接爬行器与控制台,传输视频信号和电源,长度通常为150-300米(按检测管段长度配置);控制台——集成了视频显示、爬行器操控、视频录制和距离计数功能的便携式工控设备。近年来,部分高端CCTV系统还集成了激光轮廓扫描仪——可精确测量管道断面形状和变形量。
1.2 检测流程与作业要求
CCTV管道检测的标准操作流程为:管道清洗→设备调试→机器人入管→行走检测→缺陷标注→报告生成。检测前需要对管道进行不少于24小时的停水排空(或减压至0.1MPa以下,但对操作安全性要求更高),管底残余水深不超过管径的20%。爬行器在管道内的行走速度为4-6m/min,摄像镜头在管道中心和侧壁之间交替巡视,对疑似缺陷位置进行停留、变焦和特写拍摄。检测全程录像并存档,检测人员实时观察视频画面,使用标准缺陷编码体系(如按照国家行业标准CJJ 181中的编码规则)对管道缺陷进行逐一定性和定量描述(类型、等级、时钟位置、纵向距离)。
二、管道缺陷识别与评估标准
2.1 常见管道缺陷类型
供水管道CCTV检测中常见的缺陷类型包括:腐蚀(管壁内表面出现凹坑、剥蚀和锈瘤)、裂缝(环向裂缝、纵向裂缝或复合裂缝)、穿孔(管壁完全穿透的孔洞)、接口渗漏(密封材料老化、承插口错位导致的渗水)、管道变形(横截面椭圆变形或局部凹陷)、沉积物(管底积存的泥沙、水垢和生物膜)、管道脱节(相邻管道段产生明显错口或缝隙)、内衬脱落(旧水泥砂浆内衬或防腐涂层剥离脱落)以及管内障碍物(突入管内的法兰垫片、残留施工材料等)。每种缺陷按其严重程度分为1-4级(1级=轻微/刚出现,4级=严重/即将失效)。
2.2 管道结构状况评估方法
基于CCTV检测数据,可以采用结构状况等级(Structural Condition Grade, SCG)对管道进行综合评价。SCG评分综合考虑缺陷的类型、数量和严重程度,将管道结构状况分为5个等级:SCG1=优秀(无或仅有极轻微缺陷,无需处理);SCG2=良好(存在轻微缺陷,可纳入日常监测);SCG3=一般(存在中等缺陷,建议在3-5年内修复);SCG4=较差(存在严重缺陷,建议在1-2年内修复);SCG5=极差(存在非常严重缺陷,应立即修复或更换)。定期CCTV检测可以跟踪管道SCG等级的演变趋势,预测管道剩余使用寿命,为管道更新计划的编制提供科学依据。
三、阜阳市CCTV检测实践案例
3.1 阜阳市颍州区供水管道检测案例
2024年,阜阳市自来水公司对颍州区某DN400球墨铸铁供水主管道(运行年份1998年,长度约520米)进行了CCTV检测。该管道近年来已发生2次爆管事故,被列为重点关注管段。CCTV检测采用轮式爬行器从管道沿线3个阀门井分段进入,检测结果显示管道存在以下主要问题:管壁内表面大面积锈蚀(覆盖范围约60%的管道内表面),锈瘤高度5-15mm不等;环形裂缝4处(其中1处为3级裂缝,裂缝宽度约3mm,深度已穿透管壁大半);管底沉积物厚度约20-50mm(主要为铁锈和泥沙混合物),降低了有效过流截面积约10%-15%。综合评定管道SCG等级为4级(较差),建议在12个月内实施管道内衬修复或更换。该检测报告为后续修复方案的制定提供了关键依据。
3.2 阜阳市老旧铸铁管全面普查项目
2023-2024年,阜阳市启动了老旧供水管道CCTV全面普查项目,计划对市区范围内运行超过25年的DN150以上管道(总长约380公里)进行系统检测。至2024年底已完成约180公里的检测工作,检测结果显示:SCG1-2级(状况良好)管道占比约22%,SCG3级(状况一般)占比约45%,SCG4-5级(状况较差/极差)占比约33%。管道缺陷以腐蚀(占缺陷总数的48%)、接口渗漏(22%)和沉积物(18%)为主。基于普查数据,阜阳市自来水公司编制了《阜阳市2025-2030年供水管道更新改造计划》,按管道风险等级排序,分批分期安排修复和更新。
四、CCTV检测在管道全生命周期管理中的应用
4.1 新管道竣工验收检测
CCTV检测不仅适用于老旧管道的检测评估,在新管道的竣工验收中同样具有重要应用价值。新管道铺设完成后、正式通水前,进行CCTV检测可以及时发现施工遗留问题(管道内部异物、接头未完全密封、管道变形等),避免“带病”投入使用。阜阳市供排水工程质监部门已明确要求:DN300以上的新建供水管道在竣工验收时,必须提供完整的CCTV检测报告作为验收必备资料。
4.2 管道修复前后对比检测
在进行管道内衬修复或更换施工前后,分别进行CCTV检测,可以直观对比修复效果、验证修复质量。修复前的CCTV检测用于确认管道缺陷情况、制定修复方案;修复后的CCTV检测用于验证修复是否达到预期目标(缺陷是否已消除、内衬是否完整无缺陷)。两次检测的视频资料可作为管道修复质量验收的客观记录,具有重要的档案价值。
CCTV内窥检测技术为阜阳市供水管道的“察病问诊”提供了精密的技术工具。通过系统化的管道检测评估,阜阳市自来水公司可以更加科学地制定管道维护修复计划,实现从“被动抢修”到“主动预防”的转变,持续提升供水管网的管理水平和运行安全。