作為地下管線的重要組成部分，城市地下排水管網(wǎng)隨著城市的發(fā)展而發(fā)展，歷史悠久。在快速發(fā)展的現(xiàn)代城市中，生活污水和工業(yè)廢水對自然水生生態(tài)和土壤生態(tài)的污染越來越嚴(yán)重。充分了解，分析和研究排水現(xiàn)狀，對污水源進(jìn)行溯源調(diào)查是查明排水現(xiàn)狀的重要基礎(chǔ)工作。

 

　　由于污水可追溯性調(diào)查工作環(huán)境的客觀特殊性，傳統(tǒng)的井眼鉆井調(diào)查方法并非處處適用，需要專門的新技術(shù)來解決。其中，CCTV管道檢查機(jī)器人3D成像系統(tǒng)用于排水管網(wǎng)可追溯性調(diào)查，可以解決傳統(tǒng)方法無法解決的問題。解決難題。我們在實(shí)際工作中探討了排水跟蹤的技術(shù)難點(diǎn)，以及高科技“ CCTV管道檢查機(jī)器人3D成像系統(tǒng)”在排水跟蹤中的實(shí)際應(yīng)用，希望為從事類似排水跟蹤的同事提供啟發(fā)或參考。

 

　　排水系統(tǒng)隨著城市化的發(fā)展而變得復(fù)雜

 

　　自1978年中共十一屆三中全會以來，改革開放已經(jīng)走過了40多年?？梢哉f城市規(guī)劃和建設(shè)發(fā)生了翻天覆地的變化。 ，高層建筑，人口密集的城市建成區(qū)。如圖1所示，施工前某個斷面的原始地形和地貌Google衛(wèi)星圖像，圖2是該斷面計(jì)劃施工的Google衛(wèi)星圖像。從兩者的比較可以發(fā)現(xiàn)，近年來的高速工程建設(shè)已經(jīng)完全改變了以前的地形。地貌直接影響著人們的衣著，飲食，住房和交通。隨后是基礎(chǔ)配套設(shè)施的建設(shè)，其中排水管網(wǎng)系統(tǒng)已成為城市建設(shè)的重要組成部分，甚至是必不可少的。

　　圖1：施工前的Google衛(wèi)星圖像
 

　　圖2：網(wǎng)站建設(shè)完成后的Google衛(wèi)星圖像

 

　　排水系統(tǒng)分為不同的層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。每個級別相互連接和互連。隨著城市進(jìn)程的不斷發(fā)展，最終形成了具有流域，網(wǎng)絡(luò)，等級，等級和復(fù)雜性的巨大城市排水結(jié)構(gòu)體系。從污水源的分類來看，城市生活排水源和城市工業(yè)排水源分為兩大類。生活排水源包括大量住宅污水源，社會公共建筑污水源和服務(wù)業(yè)污水源。重慶是一個主城區(qū)人口近1000萬的特大城市，其排水資源眾多，分支機(jī)構(gòu)精細(xì)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜。圖3顯示了重慶流域的局部排水管網(wǎng)，顯示了其復(fù)雜性。

　　圖3：流域中的局部排水管網(wǎng)

 

　　由于城市建設(shè)過程中的種種原因，一些檢查井被埋在原地貌之上的排水管道中，有的則被埋到幾十米深，形成了舊的地下排水管道。排水管道內(nèi)部積聚臟污，空氣稀薄，含氧量低，有異味，威脅工人的健康和安全。一些管道的直徑較小，因此無法使用常規(guī)的井眼調(diào)查來追蹤源頭，這給排水檢測帶來了很大困難。這就需要使用一些非常規(guī)的方法來進(jìn)行可追溯性調(diào)查。在這種背景下，工作人員使用“ CCTV管道檢查機(jī)器人3D圖像系統(tǒng)”來跟蹤排水管的源頭，這可以解決實(shí)際問題并取得良好的效果。

 

　　3D成像系統(tǒng)“診斷”排水管道

 

　　閉路電視管道檢查機(jī)器人具有體積小，靈活性強(qiáng)，操作方便的特點(diǎn)，可以對排水管道進(jìn)行3D攝像機(jī)的檢查和診斷。它由兩部分組成：爬行機(jī)器人和便攜式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。傳輸電纜用于連接機(jī)器人系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。電纜的最大長度可以達(dá)到100-300米。爬行機(jī)器人由爬行器，底座，車身和頭部（頭部集成了高清防水?dāng)z像機(jī)鏡頭和強(qiáng)大的光源），電纜，收緊車和電源框架組成。 ?？蚣懿糠植捎寐輻U進(jìn)動推進(jìn)裝置，具有強(qiáng)韌性，高強(qiáng)度和可彎曲的半剛性玻璃纖維電纜，可以靈活，準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且前端探頭進(jìn)行了平穩(wěn)的研究。履帶可以旋轉(zhuǎn)360度，遇到彎頭時它將自動旋轉(zhuǎn)，并且可以在90度拐點(diǎn)處通過彎管。高清晰防水?dāng)z像機(jī)鏡頭可以提供高清晰視頻圖像和照片，這些圖像和照片可以實(shí)時傳輸?shù)娇刂破鞑@示在顯示器上，以反映管道內(nèi)部的細(xì)節(jié)。該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由顯示器，CPU，鼠標(biāo)，鍵盤，硬盤等組成。CCTV機(jī)器人系統(tǒng)帶有大容量可充電鋰電池，大屏幕LCD屏幕以及記錄和存儲系統(tǒng)。可追溯性調(diào)查的結(jié)果可以通過視頻實(shí)時查看，記錄和保存。

 

　　最終應(yīng)用：形成最終的排水可追溯性管線圖

 

　　圖4是調(diào)查地下小直徑污水管道的示例。 CCTV機(jī)器人用于在無條件人員進(jìn)入的情況下進(jìn)行內(nèi)窺鏡探查。高清防水?dāng)z像機(jī)鏡頭可以傳輸回管道內(nèi)的實(shí)時圖像，以掌握管道內(nèi)污水的流向，水質(zhì)，水量和管道的裂縫，塌陷，堵塞點(diǎn)，變形等災(zāi)害，以達(dá)到排水可追溯性調(diào)查的目的。

　　圖4：CCTV機(jī)器人的內(nèi)窺鏡探查

 

　　通過對管道內(nèi)窺鏡調(diào)查的分析，多年流域規(guī)劃建設(shè)前收集原始地形圖數(shù)據(jù)，一一比較，再經(jīng)過數(shù)據(jù)收集，處理，編輯，制圖后疊加當(dāng)前地形圖等等。詳細(xì)的排水追蹤管道圖。圖5顯示了疊加在原始地形圖上的排水管道，這與原始地形上的排水口一致，表明源頭可追溯性是正確的。圖6是排水管道疊加在當(dāng)前建筑區(qū)域地形圖上的示意圖。

　　圖5：排水可追溯性結(jié)果疊加在原始地形上
 

　　圖6：排水可追溯性結(jié)果疊加在當(dāng)前地形上

 

　　與常規(guī)的普通地下排水管道的測繪相比，非常規(guī)溯源新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀是：實(shí)際運(yùn)行成本普遍較高，所需人員較多，準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，工作效率高。相對較低。 CCTV管道檢查機(jī)器人3D成像系統(tǒng)目前主要用于無法進(jìn)入管道或無法進(jìn)行具有較大安全隱患的調(diào)查的大型，大型和困難工程項(xiàng)目。如排水管涵線長，管內(nèi)含氧量低，埋葬深度大，管內(nèi)淤積嚴(yán)重，有毒有害氣體存在，空氣質(zhì)量差，斷面尺寸小，狹窄等情況工作面。

 

　　由于管道中存在有毒有害氣體，空氣中氧氣含量低，需要專業(yè)的防護(hù)裝備，工作人員只有經(jīng)過特殊培訓(xùn)后才能進(jìn)入。在上述特殊情況下，閉路電視管道巡檢機(jī)器人3D成像系統(tǒng)的新技術(shù)可以基本滿足工程項(xiàng)目的需求，并獲得更準(zhǔn)確的診斷調(diào)查結(jié)果，從而成功地跟蹤了排水管道的來源。