城市箱涵、排水主干管在汛期、雨季常常处于满水或高水位状态,管内水体浑浊,夹杂大量泥沙,给管网病害排查带来较大难度。CCTV视觉检测与声呐检测是当前管涵检测的主流技术,二者各有技术优势与适用边界,结合实际工况做好选型,是保障检测结果真实有效的重要前提。
一、CCTV检测:直观成像,受水环境条件约束
CCTV检测依靠高清摄像单元采集管道内壁实景画面,能够直观呈现管壁裂缝、错口、内衬脱落、异物侵入等外观病害,缺陷实拍画面便于运维人员直接判别,是排水管网检测的常用技术手段。
银鲨S450A水陆两栖检测机器人搭载210W像素数字高清摄像头,摄像单元支持轴向360°旋转、径向270°旋转,配备一键除雾功能,具备10倍光学、16倍数字变倍,可捕捉管壁细微缺陷,整机防护等级IP68,适用管径DN500-6000mm,爬行速度0-26米/分钟。设备具备陆地行走、淤泥穿越、水面漂浮能力,能够完成半水位、局部积水管涵的可视化检测,作业过程中可实时抓拍缺陷并做好信息标注,为后期管网评估留存影像资料。
但CCTV属于光学成像技术,光线难以穿透浑浊水体。当管涵处于满水、高水位,水体含有大量泥沙悬浮物时,可见光会被水体阻隔,摄像头无法获取清晰的内壁图像。如果在满水管涵场景直接使用CCTV开展检测,大多需要提前完成降水、清淤预处理。大管径深埋箱涵的降水作业投入大、周期长,汛期环境下甚至不具备降水施工条件,这也限制了CCTV在满水管涵场景的应用。简单来讲,水位偏低、水体通透的工况,适合选用CCTV;满水浑水环境下,仅依靠CCTV很难拿到有效检测结果。

二、声呐检测:不惧满水浑水,完成水下断面量化探测
声呐检测依托声波反射原理开展工作,不受水体浑浊程度影响,无需排空管涵水体,适配满水、高水位箱涵与管道作业,可获取管道断面轮廓、淤积厚度、管道变形相关数据,测算淤泥沉积方量,输出量化检测结果。
银鲨1号S3831E动力声呐检测机器人面向高水位满水管涵开发,适用管径DN500-6000mm,整机防护等级IP68,最大防水深度20米,车体重量20kg。设备搭载2.25MHz声呐头,量程0.25-6米,每秒完成1周扫描;配置2组水平推进器与2组垂直推进器,支持上浮、下潜、前进后退、转向,实现定深巡航、定向巡航;标配200米零浮力线缆,线缆可拓展至1000米,水下行进速度可达0.8m/s,高档位续航2小时,低档位续航4小时。
开展作业时,声呐系统扫描管壁与淤积物,生成管道断面数据,识别管道破裂、变形、沉积、异物穿插等状况,自动核算淤泥沉积量,输出标准化管道检测报告。设备还搭载前后视210W星光级高清摄像头,在水体能见度较好的管段同步采集影像,实现声呐数据和视觉画面相互参照。
声呐检测也存在自身局限,对于细微的管壁表面病害识别能力不足。声呐输出以轮廓断面数据为主,很难识别细微裂缝、局部腐蚀这类表面缺陷,无法像CCTV一样输出管壁实景照片。

三、满水管涵,如何合理选型
1.优先选用声呐检测的工况
第一,管涵完全满水、水位偏高,无法开展降水、清淤预处理,像汛期箱涵、跨河排水箱涵、深埋主干管都属于这类场景;第二,检测核心目标为评估管涵断面变形、淤积厚度、沉积物方量、管道通流断面;第三,水体浑浊,含有大量泥沙悬浮物,光学摄像头无法正常成像。
在这类工况下,可选用S3831E动力声呐检测机器人,无需做前期降水清淤,直接开展水下检测,获取量化的断面以及淤积相关数据,满足管网评估需求。
2.可以选用CCTV检测的工况
第一,管涵水位较低,经过降水清淤处理之后,管内视线通透;第二,检测重点查看管壁表面病害,例如裂缝、错口、内衬破损、支管接入等外观问题,需要留存实拍影像作为依据;第三,淤泥、半积水类管涵,设备能够接触管壁完成行走作业。
针对淤泥较多的半积水场景,选用S450A水陆两栖检测机器人完成视觉检测,该机型还可外接声呐模块,拓展为一体化检测设备。
3.复杂工况:声呐与CCTV组合检测,实现优势互补
多数满水管涵的运维评估工作,更推荐声呐搭配CCTV的组合检测模式,充分发挥两项技术的长处。
满水管段优先使用S3831E动力声呐检测机器人完成全段断面扫描,掌握淤积、管道变形的整体情况;具备作业条件的管段,可利用降水或者枯水窗口期,借助S450A水陆两栖检测机器人复核关键点位,采集管壁病害实景图像。S450A加装声呐组件后,既可以在水上完成摄像头检测,又能够在水下开展声呐扫描,一套设备同时实现视觉采集与声学数据获取,兼顾图像记录和断面量化输出,是大型复杂箱涵检测的重要方案。
CCTV的核心优势在于捕捉细节,输出直观影像,但对视觉环境有要求,在满水浑水环境当中发挥受限;声呐擅长断面测量,不受浑水、满水条件制约,输出淤积、变形的量化数据,但无法输出直观的管壁实景画面。
面对满水管涵,不宜简单做二选一。不具备降水条件时,以声呐检测为主;能够完成降水清淤作业的,可使用CCTV采集管壁病害信息;大型复杂箱涵,优先采用声呐和CCTV组合方案,同时拿到量化数据和实景影像,为管网评估、修复设计提供完整可靠的参考依据。