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方形/圆形消防储水池水下可视化病害检测技术与工程实践

更新时间：2026-08-24　点击量：7

方形/圆形消防储水池水下可视化病害检测技术与工程实践

摘要

消防水池属于关键安全保障构筑物，长期蓄水，混凝土内壁易产生裂缝、渗水、池底淤泥堆积、浮藻腐蚀等病害；水池边长2‑5 m方形池、圆形池φ3‑8 m，水深多在2.5‑4.0 m。消防水池排空检修将造成消防供水中断，很多项目无法轻易放空池水开展内部检查。本文提出采用电缆式水下高清成像系统，水池单侧下放探头近距离扫描池壁、池底；探究浑浊水体、池底淤泥对成像识别的干扰，优化水下补光方案；开展消防水池典型病害（贯穿裂缝、池壁渗漏点、预埋件锈蚀）图像识别试验；对比放空后人工检测数据，验证水下成像检测准确率；形成一套不停水、不清空消防水池的可视化检测作业流程，提升消防储水设施运维效率与安全保障水平。

关键词：消防水池；水下成像检测；混凝土储水池；池壁渗漏；不停水检测；消防设施运维

1 引言

消防水池是建筑消防安全供水系统当中的核心蓄水构筑物，承担着火灾事故状态下储存消防灭火水源、保障消防供水不间断的重要功能。一旦消防水池出现池壁裂缝渗漏、池体结构性破损，将会造成储水量不足，火灾发生时消防供水短缺，直接威胁人员生命与建筑财产安全。现阶段国内工业厂区、商业综合体、住宅小区、工业园区配套消防水池大多采用钢筋混凝土现浇施工，分为方形、圆形两大类。方形消防水池单格边长常见2‑5 m；圆形消防水池直径φ3‑8 m；有效水深普遍为2.5‑4.0 m，水池常年蓄水，池内水体基本处于静止状态。

长期静水浸泡环境之下，混凝土池壁水下部位容易出现一系列隐蔽病害：水体当中微生物、藻类附着池壁，造成混凝土表层腐蚀老化；水下产生微裂缝，缓慢渗水，长期渗漏将造成水池有效储水量持续下降；水池预埋止水套管、金属预埋件长期泡水锈蚀，诱发周边混凝土开裂；池底淤泥长年堆积，掩盖池底裂缝渗漏点位。以上病害绝大多数隐藏于水面以下，水池外部目视巡检无法发现，属于典型隐蔽性安全隐患。

传统消防水池内部病害检测方式，需要排空全部蓄水、通风晾干、人工下池目视检查。但是消防水池一旦放空，项目现场就处于消防水源空缺状态，消防安全保障能力暂时失效。根据消防安全管理相关规定，很多厂区、易燃易爆项目、人员密集场所，不允许随意放空消防水池，不能中断消防供水保障。即便允许放空池水，排水、晾干、人工检修、重新注水，整个周期往往需要3‑5天，排水与补水成本较高；同时水池内部空间密闭潮湿，人工下池属于有限空间作业，存在缺氧、中毒、坠落安全风险。

在上述现实运维难题之下，不停水开展消防水池内部病害检测成为行业迫切需求。水下高清成像可视化检测技术，无需放空水体，通过水下探头拍摄池壁、池底高清画面，即可排查水下隐蔽病害。但消防水池水体长期静止，池底淤泥上浮、水体浑浊，水下补光容易产生淤泥反光、画面雾化等成像难题；目前缺少一套成熟、标准化、可直接落地的消防水池水下成像检测作业流程。

基于以上背景，本文采用电缆式水下高清成像探测系统，针对方形、圆形混凝土消防储水池开展不停水可视化检测工程试验；研究静水浑浊水体、池底淤泥对光学成像的干扰规律；优化水下补光方案；验证成像检测病害识别准确率；最终形成一套可推广的不停水消防水池可视化检测标准化作业流程，为消防储水设施安全运维提供新的技术路径。

2 检测设备与消防水池工况参数

2.1 电缆式水下高清成像探测系统

本次检测选用电缆式单目旋转高清水下成像系统，整套设备包含：水下成像探头、高强度抗拉铠装电缆、地面手摇绞车、深度编码器、便携式图像主控终端。探头壳体采用316L不锈钢材质，耐压≥50 m水深；搭载高清CMOS传感器、环形可调功率LED水下补光灯、360°水平旋转云台。地面绞车配备深度编码器，探头下放深度实时显示，病害水深定位精度±5 cm。

检测作业采用单侧下放‑近距扫描方案，探头从水池顶部检修人孔下入水中，侧向贴近池壁，探头与池壁扫描距离控制0.4‑0.9 m，近距离拍摄能够降低静水浑浊水体光线衰减影响，提升微小裂缝识别效果。

2.2 试验消防水池工况概况

选取四座不同规格混凝土消防水池开展现场检测试验：

1#方形消防水池，边长2 m，水深2.5 m；

2#方形消防水池，边长5 m，水深3.2 m；

3#圆形消防水池，直径φ3 m，水深3.0 m；

4#圆形消防水池，直径φ8 m，水深4.0 m。

四座水池均为钢筋混凝土现浇结构，建成投入使用6‑10年；池内水体长期静止，底部堆积一定厚度淤泥，水体含有少量藻类悬浮物。

3 静水条件下水下成像干扰因素分析

消防水池水体长期静止，与流动废水池水环境差异明显，成像干扰主要来自三方面：

1）池底淤泥扰动干扰：探头下放水流扰动、水下灯光热效应容易掀起池底表层淤泥，造成水体瞬间浑浊，成像画面模糊；

2）水下灯光淤泥反光：灯光直射淤泥表面产生强烈漫反射眩光，掩盖池底细微裂缝痕迹；

3）藻类附着物干扰：池壁水下部位附着一层薄藻类黏膜，遮挡混凝土表层细微裂纹。

针对以上干扰问题，本次检测优化方案：探头下放速度放缓，减少入水扰动；水下补光灯由高亮度直射，调整为中低亮度斜向照射；优先开展池壁检测，最后缓慢下放探头检测池底，减少提前搅动池底淤泥。

4 不停水可视化检测标准化作业流程

4.1 前期准备工作

收集消防水池土建图纸、防水施工资料、历年渗漏维修记录；检查整套水下成像设备密封、灯光、云台、深度编码器各项功能；清理水池顶部检修口周边障碍物，安装绞车支架。全程不清空消防蓄水，消防水源保持正常储备，消防安全保障不中断。

4.2 池壁近距扫描检测

探头从检修人孔缓慢下放至水面以下，侧向贴近池壁；控制下放速度≤0.12 m/s，自上而下分段扫描池壁；每下降0.5 m，探头水平360°旋转拍摄全景图像；依次完成四面方形池壁或者圆形池整圈扫描；重点检测水位变动带、混凝土施工缝、伸缩缝、穿墙预埋套管周边等病害高发位置。

4.3 池底成像检测

池壁扫描全部完成后，再将探头缓慢下放至池底上方0.5‑1.0 m高度，水平移动扫描池底全貌，排查池底裂缝、大面积渗漏痕迹、淤泥异常流动点位，尽量减少探头触碰搅动底部淤泥。

4.4 室内图像解析与病害识别

检测完成导出全程视频与抓拍高清图像，对照消防水池典型病害清单开展判读：池壁贯穿裂缝、渗水湿痕、混凝土剥落、预埋件锈蚀、池底裂缝渗漏、大面积淤泥异常扰动区。标记每一处病害的深度位置、病害形态，形成可视化检测报告。

5 现场检测结果与准确率验证分析

四座消防水池不停水成像检测顺利完成，单池检测时长2‑5 h，全程消防蓄水未放空，消防安全供水保障连续稳定。采用放缓下放速度、低亮度斜向补光、先池壁后池底的优化工艺，淤泥扰动、眩光反光等成像干扰得到有效控制，水下图像清晰度满足病害识别要求。

1#边长2 m方形水池：成像检测发现水深1.4‑1.6 m施工缝位置存在一条横向微裂缝，伴有缓慢渗水痕迹；后期择机排空人工复核，病害位置、裂缝情况一致，识别准确率100%。

2#边长5 m方形水池：穿墙消防套管周边预埋件出现锈蚀，套管周边混凝土轻微开裂；水下成像精准定位锈蚀开裂点位。

3#φ3 m圆形水池：池壁水下整体完好，未见裂缝渗漏病害。

4#φ8 m大型圆形水池：池底局部区域淤泥出现水流扰动痕迹，判定为池底疑似渗漏点位，纳入重点跟踪巡检对象。

本次不停水检测，无需中断消防供水，省去大量排水补水费用；对比传统放空检修模式，检测工期大幅缩短，同时规避人工下池有限空间安全风险。

6 不停水成像检测技术优势与现存不足

6.1 技术优势

（1）消防水源零中断：检测期间水池蓄水不放空，消防安全保障不间断，解决易燃易爆厂区、人员密集场所无法放空水池的运维难题；

（2）安全风险低：地面远程操控设备，人员无需下入密闭水池，消除有限空间作业隐患；

（3）检测灵活高效：中小型消防水池半天即可完成全部检测工作；

（4）渗漏痕迹检出率高：静水缓慢渗漏形成的水下水流痕迹，在不停水状态下更容易被捕捉识别。

6.2 局限性与对策

当消防水池池底淤泥厚度过大（＞30 cm）时，淤泥覆盖池底混凝土，成像探头无法透过淤泥识别淤泥下方隐藏裂缝。对策：成像检测报告标记淤泥覆盖高风险区域，建议每隔2‑3年择合适窗口期放空一次，开展一次全面清淤+人工复核检查，水下成像检测作为年度常态化巡检主要手段。

7 消防水池长效运维巡检方案建议

结合本次试验成果，建议混凝土消防储水池建立“年度水下成像不停水巡检+定期放空复核检修"相结合的运维模式：每年开展1次不停水水下可视化成像检测，排查池壁水下隐蔽裂缝、渗漏隐患；运行满5‑8年后，择低风险窗口期放空水池，开展一次全面清淤与人工复检；巡检重点关注施工缝、伸缩缝、预埋套管、水位变动带等病害高发区域；发现裂缝渗水病害，及时开展防水堵漏修复，消除消防安全隐患。

8 结论

本文将电缆式水下高清成像系统应用于方形、圆形混凝土消防储水池不停水病害检测，经过四座不同规格水池现场工程实践验证。通过放缓探头下放速度、低亮度斜向补光、先池壁后池底的优化作业工艺，能够有效降低静水浑浊水体、池底淤泥带来的成像干扰；侧挂近距扫描方案可以高效识别池壁贯穿裂缝、渗漏点位、预埋件锈蚀、池底疑似渗漏区等水下隐蔽病害，成像检测结果与放空人工复核结果一致性良好。水下可视化不停水检测技术，解决了消防水池传统排空检修造成消防水源中断、有限空间作业风险高、运维成本高等痛点，形成一套标准化、可落地的不停水可视化检测作业流程。该技术方案可广泛应用于厂区、园区、商业建筑各类混凝土消防储水池常态化安全巡检，对于提前排查水下隐蔽渗漏隐患、保障消防供水安全具有重要现实意义。

方形/圆形消防储水池水下可视化病害检测技术与工程实践