DB37/T 4386-2021 水下工程有缆机器人检测规程

ICS93.160

CCSP59

37

山东省地方标准

DB37/T4386—2021

水下工程有缆机器人检测规程

Codefordetectionofunderwaterprojectsusingromoteoperatedvehicle

2021-07-09发布2021-08-09实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T4386—2021

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4有缆机器人与检测设备...............................................................1

4.1通用要求.......................................................................1

4.2有缆机器人技术要求.............................................................2

4.3水下定位.......................................................................3

4.4水下检测设备...................................................................3

4.5机器人及设备的检验和调试.......................................................4

5检测内容及作业程序.................................................................4

5.1检测内容.......................................................................4

5.2检测方法.......................................................................4

5.3检测作业程序...................................................................6

6检测成果与分析评价.................................................................7

6.1一般规定.......................................................................8

6.2检测成果判读...................................................................8

6.3缺陷类型与等级.................................................................8

6.4资料整理分析与评价.............................................................9

6.5检测结论与评价................................................................10

附录A（规范性）有缆机器人作业准备检查表............................................11

附录B（规范性）有缆机器人设备维护保养程序..........................................12

附录C（规范性）有缆机器人现场作业记录..............................................14

附录D（规范性）有缆机器人应急程序..................................................15

D.1目的..........................................................................15

D.2应急程序......................................................................15

I

DB37/T4386—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由山东省水利厅提出、归口并组织实施。

本文件起草单位：山东省水利科学研究院、山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心、南水北

调东线山东干线有限责任公司、山东未来机器人有限公司。

本文件主要起草人：刘力真、顾红鹰、曹方晶、董延朋、顾霄鹭、崔庆福、陶泽文、周大光、张山、

李福超、余楠、郑茂海。

II

DB37/T4386—2021

水下工程有缆机器人检测规程

1范围

本文件规定了水下工程有缆机器人检测的设备技术要求、检测内容及作业程序、检测成果与分析评

价等。

本文件适用于指导水库、水闸、泵站、隧洞与暗涵、河道、湖泊及港口等水利工程利用有缆机器人

对水下部分进行的检查、检测、探测及水下作业等活动。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

SL197水利水电工程测量规范

SL713水工混凝土结构缺陷检测技术规程

SL734水利工程质量检测技术规程

T/CDSA—305.23水下工程声纳渗漏检测技术规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

有缆机器人RemoteOperatedVehicle

有缆遥控机器人（也称“缆控机器人”），其主要特点是能够潜入水下环境，代替人完成某些操作。

注：在水利工程运用中，可搭载深度计、声呐系统、罗经等各种传感器及计算机视觉系统，某些机器人还可搭载切

割机等操作手，完成水下作业任务。机器人主要由4部分组成：水上控制台、电源、脐带缆及绞车、机器人本

体。

3.2

脐带缆umbilicalcable

连接水上控制系统与水下本体的介质并为控制系统提供电力传输、用于控制系统通信的电缆。

3.3

水下作业区underwateroperatingarea

有缆机器人按照作业任务要求进行水下后续检测等工序的作业区域。

3.4

检测单元detectionunit

根据水利工程的结构或设备特点及检测工作需要，采取相应检测技术、方法划分的可独立评价其质

量的基本单位。

4有缆机器人与检测设备

4.1通用要求

1

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设备选型与技术要求如下：

——应合理选定机器人型号、级别及搭配的检测设备和相应工具，保证机器人及设备能适应作业要

求；

——水面控制台应放置在稳定牢靠的平台，临空临水操作应设置防护措施；

——电源柜的容量应与实际负载相匹配，各控制模块和功率电源应满足绝缘、通风、散热、防雨、

防火等安全要求，外壳及底座应可靠接地；

——脐带缆外观应完好、顺直，无损伤、扭结、缺陷或污染，检测前应按要求对脐带缆进行外观检

查；

——水下检测机器人本体应满足耐压、防水、绝缘、静态平衡、动态平衡等运动控制要求。

4.2有缆机器人技术要求

4.2.1基本配置

有缆机器人检测平台可分为观察级和作业级。水下裂缝、伸缩缝、止水、闸门锈蚀及结构沉陷宜采

用小型观察级有缆机器人，搭载高清摄像头、成像声呐等设备完成；需要执行水下取样、测量、渗漏检

测等操作任务时宜采用中、大型的作业级有缆机器人，基本配置见表1。

表1水利工程检测有缆机器人基本配置表

尺寸选配

平台分类基本照明摄像头驱动方式

mm性能

观察级小型≤4002×25WLED水下高清2～4螺旋桨1～2项

中型400～15004×25WLED水下高清4～6螺旋桨多种

作业级

大型≥15004×25WLED水下高清6～8螺旋桨或履带式多种

4.2.2控制系统

有缆机器人控制系统的技术要求如下：

——水上控制系统应具有在监视器上同步显示日期、时间、水深、行进距离等基本信息的功能，

并应可以进行数据处理；

——操控台可采用按键和摇杆发送指令控制机器人本体在水下实现检测作业；应能够采集摄像头

清晰的图像，并实现抓拍录制视频的功能；

——机器人本体应能在水中实现上浮下潜、进退、转艏、横滚等多自由度灵活运动，能够实现定

深、定航及定横滚动作；

——摄像系统应密封、耐压，镜头应具有平扫与旋转、俯仰与旋转、变焦功能，摄像头高度应可

以自由调整；

——控制器应能够实时采集舱内各个传感器的信息，时刻监测舱内温湿度及漏水情况；

——照明灯光强度应能自主调节。

4.2.3脐带缆

脐带缆应选用零浮力电缆，保持在水中重力与浮力相等。

作业前应对脐带缆的抗拉强度进行评估，不应超负荷工作。

4.2.4机器人本体

检测用机器人本体作为检测设备和定位系统的搭载平台，选型应满足以下条件：

2

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——扩展性：机器人本体结构具有开放性，便于搭载设备，控制台能提供额外传感器控制输入；

——推进器：保证设备在流速不大于1m/s的水体中能够稳定作业；

——负载能力：根据作业要求满足携带机械手、成像设备、声呐等传感器的要求；

——摄像照明：摄像头和照明设施能同时转动，保证摄像头旋转角度内照明无死角；

——辅助设备：机器人本体平台宜搭配功能机械手，可完成一定的水下作业任务。

4.3水下定位

4.3.1超短基线定位系统

超短基线定位系统的定位基点宜布置在水面船底并集中在一个阵列上，基线可为几厘米，换能器安

装于船底并保持船体稳定，并应在船上配备姿态补偿器或选择集成姿态补偿器的超短基线；为避免应答

器回波经水下建筑物反射对定位精度的影响，船只距离水下建筑物不宜太近。

4.3.2基于GPS的水下定位系统

基于GPS的水下定位系统适用于开敞式水域。水下GPS定位系统应包括由GPS定位浮标、GPS卫星星座

和差分基站共同组成水面大地测量基准；作为水下定位的水面测量基线可对有缆机器人所配备的收发机

进行精确位置标定。

4.3.3管道、输水隧洞等水下建筑物检测定位

有水管道、输水洞、倒虹吸或涵洞检测可根据电缆上的标记长度结合计数器显示数值进行定位。

4.4水下检测设备

4.4.1通用要求

有缆机器人搭载使用的仪器设备的精度应满足检测要求并按规定检定合格。

4.4.2光学设备要求

摄像头可以安装在云台上，或固定在机械手上。在不同照度条件下，摄像头应能观察目标对象，并

能清晰地成像。云台能使摄像头进行全方位的观察。

4.4.3声学设备

声学设备应满足要求如下：

——在低能见度、浑浊水体环境下的探测宜选用图像声呐；

——水下地形地貌检测可采用单波束声呐和多波束声呐。声呐工作前应规划好行进路线并应保持

平台和探头的稳定；

——水下三维成像宜采用多波束声呐；多波束声呐水下测量应执行SL197的规定；

——大范围湖底或水库库底图像输出宜采用侧扫声呐或多波束声呐。

4.4.4机械设备要求

机械设备应满足要求如下：

——清洗设备：有缆机器人可搭载清洗工具完成某些结构物清洗。这类工具包括旋转打磨刷、高

压水枪等；

——CP探头主要用于检测水下金属结构上牺牲阳极的电位，以判断其腐蚀情况；宜与清洗设备配

合使用，以提高测量的准确性；

3

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——液压剪由液压驱动，用于剪切连接缆或吊装缆。

4.4.5传感器或无损检测设备

电位测量仪、超声测厚仪和构件漏水探测系统等无损检测(NDT)传感器应满足精度要求或相关仪器

设备适用条件。

4.5机器人及设备的检验和调试

机器人及设备下水前应进行检验和调试，填写机器人作业准备检查表，格式应符合附录A；下水作

业后应进行维修保养，填写水下机器人设备维护保养程序表格，格式应符合附录B。

5检测内容及作业程序

5.1检测内容

5.1.1检测内容与项目

根据水利工程水下检测对象和运行状态，检测内容和项目列举如下：

——河、湖、水库等开敞水域的水下地形、地貌检测；

——河道、渠道、湖泊及水库水下淤积、冲刷、岸坡情况检测；

——土石坝护坡表观质量、块石尺寸、沉陷等；

——凝土坝、拱坝坝体表观质量、裂缝、连接缝止水；

——水闸结构体表观质量、裂缝、连接缝止水、基础异常沉陷等；

——水闸闸门门体结构和闸门锈蚀、止水等情况等；

——泵站进出水渠、流道等水下各结构物情况检查；

——倒虹吸淤积、各箱涵体止水和不均匀沉降等；

——涵洞、暗渠内部隐患排查。

5.1.2检测单元划分

检测单元应根据工程特点和运行工况按下列要求划分：

——对于土石坝水下护坡结构，可沿长度或轴线方向每10m或按面积不超过50m2划分为1个检测

单元；

——对于水闸、泵站等结构体建筑物，按结构体功能分类，上游连接段、闸室段和下游连接段等

均可独立划分为检测单元；

——闸室段的闸墩、导墙、底板等检测单元不宜大于100m2；

——重力坝、拱坝和碾压混凝土坝可按坝体段结构体和过水建筑物结构体两部分分别进行划分：

坝体段结构体可沿大坝轴线方向50m长，50m水深及相应位置断面宽度划分为1个检测单

元；水下坝体深度不足50m，可按实际深度划分为1个检测单元；

坝体溢流面部位、引输水建筑物导墙等过水建筑物结构体，可按水下侧面不超过200m2划

分为1个检测单元。

——隧洞工程按长度划分检测单元，不宜大于100m。

5.2检测方法

5.2.1水下检测方法适用范围

各水下检测方法的适用范围如下：

4

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——摄像（照像、录像）检测：混凝土构件的表面情况，包括裂缝、止水、缺陷、变形、完整性、

搭接和固定方式、涵管的连接部位的止水、连接装置及连接；金属机电构件的表面情况，包

括裂缝、砂眼、变形等；水下摄录法应执行SL713的规定；

——声呐检测：混凝土构件的表面情况，包括裂缝、止水、缺陷、变形、完整性、搭接和固定方

式、涵管的连接部位的止水、连接装置、连接质量及内部缺陷以及水下地形地貌、水下地质

分层等；

——渗漏声呐检测：渗漏声呐可检测渗、漏水情况；渗漏声呐检测应执行T/CDSA—305.23的规定；

——电位差检测：金属构件的腐蚀检测；

——水下金属探伤检测：金属材料内部气孔、砂眼、夹杂、折叠、裂纹、焊缝的未熔合和未焊透

性等的检测、定位、评估及诊断，同时具有轴类、筒类、无缝钢管、直缝焊管等工件外圆周

向探伤功能；

——其他检测：可根据具体要求进行相关检测。

5.2.2水下检测要求

检测时应符合下列要求：

——检测时应分条、块进行，条宽不宜大于摄录机最佳视角宽度，块长不宜大于一次水下作业长

度，条、块应做醒目刻度标记或有固定参照物，标记的起点位置应明确，标记的数字不宜重

复出现；

——应选择最佳摄录距离和角度，摄录的每帧图像应清晰，并标记相应编号；

——应结合目视对缺陷范围、裂缝走向、宽度和长度进行量测，对缺陷和裂缝性质进行描述；

——水下渗漏检测的测线布置应符合下列要求：

在检测区域水面上平行和垂直建筑结构表面布置纵向和横向测线，测线布置宜兼顾结构

缝位置，在水深大于10m的水域进行渗漏缺陷检测普查时，测点的间距不宜大于5m；

纵、横测线组成的渗漏检测网格区域应大于被检测的渗漏区域；

对网格结点逐一编号，每一结点为一个测点。

5.2.3水下检测设备

水下检测的设施主要有：水下摄像头、声呐、激光尺度仪、电位差仪、声呐流速矢量探头、多波束

测深系统、侧扫声呐、浅地层剖面仪等。不同的水下检测项目和内容适用的检测设备可参考表2。

表2水下建筑物检测项目及检测设备表

建筑物检测项目和内容检测设备

坝体质量情况、整体完整性、损坏及缺陷搭载成像声呐、水下摄像机、激光尺度仪；部分区

大坝

等，如裂缝、变形域可用手持式

挡水

堤坝水下部分的损坏及缺陷情况、堤坝的搭载成像声呐、水下摄像机、激光尺度仪；部分区

建筑堤防

完整性域可采用手持式

物

针对严重损坏的、不能露出水面的闸门及搭载成像声呐、水下摄像机、激光尺度仪，金属部

水闸

门槽水下部分，及水下土建基础部分分可搭载电位差仪；部分区域可采用手持式

水下部分整体完整性、损坏及缺陷等，如

泄水溢洪道

裂缝、变形有缆机器人搭载成像声呐、水下摄像机、激光尺度

建筑

水下部分整体完整性、损坏及缺陷等，如仪；部分区域可采用手持式

物泄洪洞

裂缝、变形

5

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表2水下建筑物检测项目及检测设备表（续）

建筑物检测项目和内容检测设备

水下部分整体完整性、损坏及缺陷等，如有缆机器人搭载成像声呐、水下摄像机、激光尺

输水洞

裂缝、变形度仪

水下部分整体完整性、损坏及缺陷等，如有缆机器人搭载成像声呐、水下摄像机、激光尺

引水管

裂缝、变形度仪

输水建水下部分整体完整性、损坏及缺陷等，如有缆机器人搭载成像声呐、水下摄像机、激