城市内涝频发区大尺寸雨水箱涵病害检测与修复技术

摘要：为提高大尺寸雨水箱涵病害检测及修复技术水平，本文结合城市内涝频发区的特殊工况，系统梳理大尺寸雨水箱涵常见病害类型及成因，重点研究当前主流的病害检测技术，包括传统检测技术与新型智能化检测技术的原理、应用场景及优劣对比，进而针对性提出适配内涝频发区的修复技术方案，涵盖应急修复与长效修复措施，最后总结研究结论并提出展望，为城市内涝频发区大尺寸雨水箱涵的安全运维、病害治理提供参考。

关键词：城市内涝；大尺寸雨水箱涵；病害检测；修复技术

引言

随着全球气候变化加剧与城市化进程的快速推进，城市内涝灾害频发，作为城市排水系统核心组成部分的大尺寸雨水箱涵，承担着汛期雨水快速疏导、削减内涝风险的关键作用。然而，长期服役过程中，受复杂地质环境、水文条件、荷载作用及运维不当等多重因素影响，大尺寸雨水箱涵易出现裂缝、渗漏、结构破损、淤积堵塞等各类病害，不仅降低排水效率、加剧城市内涝，更可能引发路面塌陷、结构失稳等安全隐患。因此，系统开展城市内涝频发区大尺寸雨水箱涵病害检测与修复技术研究，对于提升城市排水系统的抗涝能力、保障箱涵结构安全、减少内涝灾害损失具有重要意义。

1 大尺寸雨水箱涵病害检测技术

CCTV检测技术是目前应用最广泛的智能化检测技术，核心是通过搭载高清摄像头、传感器的检测机器人，沿箱涵内部自主行走，实时采集涵体内部的图像、视频数据，传输至地面控制终端，检测人员通过终端直观观察箱涵内部病害情况，并对病害进行精准定位、量化分析。该方法无需检测人员进入涵体内部，安全性高，适用于各类尺寸的雨水箱涵，尤其是断面较小、积水较深、通风不良的箱涵，能够有效识别裂缝、渗漏、淤积、结构破损、接口错位等各类病害，检测精度可达毫米级。同时，CCTV检测机器人可搭载激光测距仪、超声波传感器等辅助设备，实现对病害尺寸、深度的量化检测，生成详细的检测报告，为修复方案制定提供精准数据支撑。该方法的局限性在于，对于严重淤积、堵塞的箱涵，需提前进行清淤处理，否则会影响检测视野；检测成本相对较高，适用于大规模、精细化的病害检测。

激光扫描检测技术基于激光测距原理，通过激光扫描设备对箱涵内部进行全方位扫描，获取涵体内部的三维点云数据，构建箱涵的三维模型，进而通过模型分析，识别箱涵的结构变形、裂缝、壁厚变化等病害。该方法检测速度快、自动化程度高，能够实现对箱涵的全面扫描，避免漏检，同时可对病害进行精准量化分析，例如，通过三维模型对比，可准确计算出箱涵的变形量、裂缝宽度及长度，适用于大跨度、长距离的大尺寸雨水箱涵检测。此外，激光扫描检测技术可与BIM技术结合，将检测数据融入BIM模型，实现箱涵病害的可视化管理，便于后续运维与修复。该方法的局限性在于，检测设备成本较高，对检测环境要求较高，若涵体内部积水、淤泥过多，会影响扫描精度。

无人机检测主要适用于箱涵顶部、外部及难以进入的区域（如高空接口、深埋涵体顶部）的病害检测，通过无人机搭载高清摄像头、红外热成像仪等设备，对箱涵外部结构、周边地质环境进行航拍检测，识别箱涵顶部裂缝、渗漏、沉降及周边土体滑坡、塌陷等隐患。该方法检测效率高、覆盖范围广，能够快速获取箱涵外部的病害情况，尤其是对于埋深浅、周边环境复杂的内涝频发区箱涵，可有效弥补地面检测的不足。该方法的局限性在于，对于涵体内部的病害无法检测，需与其他检测技术结合使用。

2 大尺寸雨水箱涵病害修复技术

2.1 常见病害类型及修复原则

结合城市内涝频发区的工况特点，大尺寸雨水箱涵常见的病害主要分为结构性病害与功能性病害两大类。结构性病害主要影响箱涵的结构安全，包括裂缝、结构破损、混凝土剥落、钢筋锈蚀、接口错位、沉降变形等，其中裂缝是最常见的结构性病害，按形成原因可分为收缩裂缝、沉降裂缝、荷载裂缝和温度裂缝等，其扩展可能导致结构倾斜、局部下沉甚至坍塌，还会影响混凝土的抗冻性能，缩短箱涵使用寿命；功能性病害主要影响箱涵的排水效率，包括淤积堵塞、渗漏、接口渗漏、内壁结垢等，其中渗漏缺陷在南方内涝频发区最为常见，当箱涵内水位高于地下水位时，污水外溢污染土壤及地下水；当箱涵内水位低于地下水位时，地下水内渗挟带泥沙进入箱涵，形成空洞，导致箱涵错位、脱节，甚至引发道路坍塌。在丘陵城市合流制箱涵中，还存在混接错接严重、旱季污水直排、雨季溢流污染等突出问题，进一步加剧了病害危害。

大尺寸雨水箱涵病害修复需遵循以下原则：一是安全性原则，修复过程中需确保施工安全，避免对箱涵结构造成二次损伤，同时确保修复后箱涵结构安全、稳定，能够承受雨水冲刷、地面荷载等作用；二是针对性原则，根据病害类型、程度及成因，选择合适的修复技术，做到精准修复，避免盲目施工；三是抗涝性原则，修复方案需适配内涝频发区的工况，提升箱涵的排水能力和抗冲刷能力，减少汛期病害复发；四是长效性原则，修复材料需具有良好的耐久性、抗腐蚀性、抗渗性，确保修复效果长期稳定，减少后期运维成本；五是经济性原则，在保证修复效果的前提下，合理控制修复成本，优先选择性价比高的修复技术和材料；六是协同治理原则，结合“污涝同治”理念，同步解决结构病害与水污染问题，实现箱涵安全运行与水环境提升的双重目标。

2.2 应急修复技术

应急修复技术主要用于汛期，当大尺寸雨水箱涵出现突发病害（如裂缝渗漏、接口破损、局部坍塌、淤积堵塞）时，快速采取措施控制病害发展，保障雨水顺利排出，缓解内涝压力，修复后需在非汛期进行进一步的长效修复。常用的应急修复技术包括封堵修复、临时加固、清淤疏通三种方式。

封堵修复主要用于渗漏、接口破损等病害的应急处理，核心是快速阻断渗漏通道，防止雨水、地下水渗漏，保障箱涵排水能力。对于裂缝渗漏，可采用快速封堵材料（如聚氨酯堵漏剂、环氧砂浆），通过高压注浆的方式，将封堵材料注入裂缝内部，快速凝固，实现堵漏；对于接口破损、渗漏，可采用橡胶止水带、密封胶等材料，对接口进行临时密封，阻断渗漏通道。该方法操作简便、施工速度快，能够在短时间内控制渗漏病害，适用于汛期突发渗漏的应急处理。

清淤疏通主要用于淤积堵塞病害的应急处理，核心是快速清除箱涵内部的淤泥、杂物，恢复箱涵的排水断面，提升排水效率，缓解内涝压力。内涝频发区大尺寸雨水箱涵汛期易因雨水携带大量泥沙、杂物，导致涵体内部淤积堵塞，影响排水畅通，此时需采用机械清淤与人工清淤相结合的方式，快速清淤疏通。机械清淤可采用清淤船、吸泥泵等设备，快速清除涵体内部的大量淤泥；人工清淤主要用于机械无法到达的区域（如接口、转角处），清除残留的淤泥、杂物。清淤疏通后，需及时清理涵体内部，避免淤泥残留再次造成堵塞。

3 结论

综上所述，本文围绕城市内涝频发区大尺寸雨水箱涵病害检测与修复技术展开系统研究，可得出以下结论：

第一，大尺寸雨水箱涵病害检测技术分为传统检测技术与新型智能化检测技术，两者各有优劣、互补适用。传统检测技术（人工目视、工具辅助、取样检测）成本低、技术成熟，适用于病害明显、检测环境简单的场景，但存在效率低、精度不足、安全性差等局限；新型智能化检测技术（CCTV检测、激光扫描、无人机、物联网监测）自动化程度高、精度高、安全性强，能够有效解决隐蔽性病害检测难题，适配内涝频发区复杂工况，是未来箱涵检测的发展趋势。实际应用中需结合箱涵服役年限、病害类型、检测需求及地形特点，合理选择单一技术或联合检测模式，提升检测精度与效率。

第二，大尺寸雨水箱涵病害修复需遵循“因地制宜、精准修复、长效耐用、协同治理”的原则，分为应急修复与长效修复两大类。应急修复技术（封堵、临时加固、清淤疏通）聚焦汛期突发病害，能够快速控制病害发展、保障排水畅通，为非汛期长效修复创造条件；长效修复技术（裂缝修复、结构加固、渗漏修复、内衬修复等）聚焦彻底治理病害，结合“污涝同治”理念，同步解决结构安全与水污染问题，提升箱涵抗涝能力和使用寿命，各类修复技术需根据病害类型、程度合理选择，确保修复效果。

参考文献

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