两种主要测量手段在抛石护岸工程水下质量检测中的应用*

工程质量检测是保障工程发挥经济与社会效益的重要环节，其检测结果的正确性关系到工程能否正常运行。水下工程质量检测的主要测量手段为单波束测深仪与多波束测深系统，其测量结果的差异会对检测结果产生影响。对这2种测量手段施工前、后的测量数据以及差值的检测断面数据进行定性和定量分析。结果表明，施工前2种测量手段测量数据基本吻合，但施工后抛石增加了水下地形的复杂度，使两者的测量数据差异增加。此外，单波束的角度和航迹线的偏移对差值生成的检测断面数据有较大的影响，使两者的检测断面数据差异较大。据此，给出提高单波束检测精度的建议。     

航道整治抛石检测技术研究

在航道整治工程中,受客观水文环境的影响,难以掌握水下抛石技术状况,而传统的抛石检测方法存在很多制约因素,无法直观的获取水下工程技术状况,多波束测深系统是利用声波信号测量水底地形的测量设备,可直接获取水下地形情况,将其应用于航道整治工程中抛石检测,多波束数据能够很好地呈现抛石的铺设厚度、走向分布等信息,获取更加直观、准确的检测数据。     

荆江护岸工程施工水下抛石形态实时监控系统*

长江中游荆江河段是航道整治工程难度大、水沙条件变化复杂的河段。目前,该河段典型的航道整治措施为软体排加抛石与钢丝网护坡相结合的稳滩固岸结构,而施工中水下抛石形态的监控难度较大,缺少简便、直观、实用的软件与地形测量仪器相结合。本研究基于多波束河床地形扫描技术和三维虚拟仿真技术,开发一种水下抛石着床形态实时监控系统,对抛石前后的水下地形进行对比分析,及时反馈抛石施工区域漏抛少抛超过安全允许范围的情况并预警。研究成果将对水下抛石施工的质量控制具有重要的意义。     

多波束检测技术在长江深水航道和畅洲整治工程中的应用

针对长江南京以下12.5 m深水航道二期工程和畅洲标段深水、大流速工况下软体排检测、深水潜堤断面控制难题,进行多种水下检测方法的对比研究,首次将Sonic2024多波束检测技术应用于水下整治建筑物施工中软体排、深水袋装砂及水下抛石控制,通过测量得到高精度水下建筑物图像、位置和高程数据,实现了水下隐蔽工程可视化与定量化分析,起到较好的指导施工的作用。     

多波束滤波理论与实践效果分析

多波束测深系统可获得精细、全面的水下地形数据，但数据处理繁杂、周期较长且数据质量因处理水平不同而产生不可忽略的差异，因此有必要使用软件中的滤波工具辅助进行多波束的数据处理。针对滤波理论繁杂难解、滤波方法和效果不尽相同的问题，以QINSY软件与亿点通软件常用的滤波工具与工程实践相结合分析滤波工具在疏浚测量中的效果，得出相应疏浚工程的滤波选择，从而缩短了多波束数据处理周期，减小了人工处理数据而产生较大差异性的概率。     

多波束测深系统在西江测量的质量控制

多波束测深技术已经成为水下地形测量工程中的一种非常重要的水深测量方法。由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统,与单波束测深设备相比,其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性。在多波束测量过程中,自然因素、仪器设备因素、人为操作因素等都会不同程度地影响测量精度。为获取高精度的多波束测量成果,必须对整个多波束测量过程进行严密的质量控制。     

M2040C型多波束测深系统在探寻水下沉船中的应用

本文从多波束测深的原理出发,以EM2040C型多波束测深系统为研究对象,对该系统在长江安庆流域的贵池水道探寻水下沉船的具体技术进行探讨,并对多波束测深数据的精度进行分析,从而精确的体现沉船的具体位置以及沉船周边水下地貌情况,为后期长江航道的疏浚工作提供最新资料。     

面向港口水下工程的声呐检测方法适用性研究

快速、准确地获取水下构筑物信息是声呐检测的热点,在水运工程管理、港口工程质量保障和结构防灾减灾检测等领域具有重要应用价值.针对地理位置较深、检测目标尺寸较大的基槽开挖、基床整平等平面工程以及精度要求较高的沉箱码头直立式岸壁工程两种典型港口水下工程结构,选择波束原理相同的多波束测深系统与三维多波束扫描声呐系统进行检测,并...     

多波束测深系统在水下沉船特征分析中的应用

水下沉船受各种外界因素的影响,其水下特征也各不相同,近年来,多波束测深系统在航道扫测中应用越来越广泛,该系统可以3D图片形式直观的反应出水下沉船的姿态,能快速并准确的找到水下障碍物的具体位置。本文具体描述了沉船特征,并通过多波束测深系统扫测实例分析讲解,实例概括了几种典型水下沉船的特征,期望为今后的沉船搜寻和确认提供参考。     

软体排护底在南京八卦洲右汊进口段治理中的应用效果分析

八卦洲右汊进口段实施了系混凝土软体排全断面护底工程。但由于八卦洲右汊是主汊，水深流急、地形变化复杂，进行河床全断面整体铺排施工难度大。为明晰软体排在该工程中的应用效果，利用多波束测深系统多次采集工程区水下地形数据，通过多波束效果图检测软体排铺排质量，并利用GIS空间分析技术定量分析不同时期工程区河床变化，更好地掌握工程整治与运行效果。结果表明，完工后工程区河床由以冲刷为主转为以淤积为主，最大淤积幅度可达7.87 m,工程阻止了进口断面进一步扩大；2020年特大洪水后，工程区河床整体淤积量和淤积面积持续增加，淤积面积占比由66.6%上升至83.9%,淤积量由41.4万m³上升至54.5万m³;全断面软体排护底工程运行稳定，发挥了工程防护效果。     

大型耙吸式挖泥船精挖施工工艺在湄洲湾航道工程中的应用

为解决大型自航耙吸式挖泥船在航道疏浚施工、特别是在跨度较大的深水航道疏浚施工中存在的严重超挖废方问题,依托大型自航耙吸式挖泥船"长鲸6"在湄洲湾30万吨级主航道疏浚施工中采取RTK无验潮、多波速测量和分层定深开挖等技术,对潮位数据、动态分层定深和测量成果等进行分析,对潮位观测站数据与施工船舶RTK无验潮实时数据进行对比纠正,探讨自航耙吸式挖泥船挖深精确控制施工技术及管理措施。     

深水抛石管强度分析与研究

水下抛石作为一种海底管道保护措施之一，在国内外海洋石油开发中已得到广泛应用，现已由浅水应用到深水。本文的研究目标落管抛石船为深水精确抛石作业船型，文章研究了深水抛石作业系统，确定总体落管抛石作业工艺流程，计算出系统中抛石管线的强度，比较了不同航速、水深下抛石管线的强度。后又研究了落管抛石水下机器人（ROV）在管线强度计算中产生的影响与作用，最终确定了这类船型在不同作业水深下的最大航速预报方法。     

A new data acquisition and processing system for profiling sonar

A multi-beam chirp sonar based on IP connections and DSP processing nodes was proposed and designed to provide an expandable system with high-speed processing and mass-storage of real-time signals for multi-beam profiling sonar. The system was designed for seabed petroleum pipeline detection and orientation, and can receive echo signals and process the data in real time, refreshing the display 10 times per second. Every node of the chirp sonar connects with data processing nodes through TCP/IP. Merely by adding nodes, the system＇s processing ability can be increased proportionately without changing the software. System debugging and experimental testing proved the system to be practical and stable. This design provides a new method for high speed active sonar.     

激光测舱设备及工艺优化

针对激光扫描测舱技术使用过程中易受船舶移动、砂堆形态、船舶形态等多种因素影响,造成测量数据不准确的问题,以香港第三跑道3206标段测运砂船的体积为例,通过现场实际施工介绍三维激光扫描仪的工作原理、外业操作方法以及内业数据处理,分析其不足,并对设备、工艺及测量方案进行改进。结果表明,优化方案提高了测量数据采集准确度和效率,可为类似工程提供借鉴。     

新型深水块石抛填和夯平一体化施工船研发应用

本文依托长江南槽一期深水航道整治工程,在深入研究现有块石水下抛填方法的基础上,研发了新型的开敞式深水快速高精度抛填和整平一体化新设备,对其可行性进行了多次测试试验,确定了装备的选型。并采用数值模拟、物模试验等结合的方法进行了结构的验算,确保设备的使用可靠性。该设备可以适应35m水深、2m/s流速,配有实时定位系统,可以实时采集抛填区域的施工效果,实现了抛填和夯平施工和质量检测一体化,通过施工数据分析,该设备达到了93%的抛填合格率,在精度提高至±20cm时合格率可达85%,整平精度可以达到5cm,创新了抛填施工的新装备,经鉴定,该装备达到了国际先进水平,可为类似设备建造选型提供借鉴。     

重力式码头沉箱接缝检测方法研究与改进

针对重力式码头沉箱安装接缝难以检测的问题,分别采用水下机器人、多波束扫测、三维声呐扫描技术进行检测。检测数据表明:水下机器人对沉箱接缝的检测效果直观、准确度较高;多波束测深系统对沉箱接缝具有一定的识别能力,但对于缝宽较小及距离较远的接缝分辨率较差;三维声呐探测扫测精度高,但扫测范围小且效率低。从测试原理上分析各种方法测试优缺点产生的原因并根据检测需求自主设计了三维声呐测量支架,实现对沉箱接缝任意深度量测,并结合工程实例取得良好的测试效果,为沉箱接缝检测方法的选取提供借鉴。     

高精度准实时监测防波堤抛石的软件开发

在长周期波浪、作业窗口少等不利海况条件下,传统的多波束监测技术精度仅为±10 cm、效率也较低。依托以色列阿什杜德港工程,基于多波束通用格式数据,采用有验潮和无验潮两种测量模式,分析各种误差来源,并对多种滤波算法进行对比,开发出多波束高精度自动化后处理软件。结果表明,该软件可实现不利海况条件下的防波堤边坡抛石状态准实时监测,精度可达±5 cm。     

强浪条件下高桩码头桩间大棱体抛石及块体安装施工技术

针对在建的以色列阿什杜德港项目28号码头桩间抛石及块体安装施工工期紧张且窗口期有限、工程量大且作业面有限,以及抛填安装棱体大且验收标准高的难点,采用将组合钢板架设在夹桩结构上作为施工平台并由履带吊搭配特定抛填安装工具的施工方案。介绍现场实施进度情况及越冬防护结构的设计,为类似海况条件下的高桩码头桩间抛石及块体安装施工提供借鉴。     

多波束倾斜安装技术在水下检测工程中的应用

由于常规多波束系统垂直安装，无法精确测量临岸水域、码头、防波堤、丁坝、海岛礁等特殊水下地形地貌。针对这一难题，进行了多波束倾斜安装和校准的技术研究。采用多波束倾斜安装的方法，增加相关侧的波束数量，测量能够达到吃水线位置。水深成果精度满足规范及工程需求，实现了水下特殊地形地貌的全覆盖测量，为水上水下一体化模型提供技术支撑，可以广泛应用在水下检测工程中。