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。     

水下抛石高精度准实时多波束处理系统的研发与应用

针对水下抛石施工的测深系统不能实时反馈数据处理结果的问题,对多波束测深系统的自动滤波功能进行研发,采用CUBE滤波算法,实现了多波束测深数据的准实时处理以及抛石断面与设计断面的对比分析,并将其应用于某深水防波堤实际工程。结果表明,该系统能够对水下抛石施工起辅助决策的作用,并提高水下抛石效率和精度,可为类似工程提供参考。     

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。     

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。     

单波束测深仪水深粗差检测与修正新算法及其效果

单波束测深仪是现代海洋测量尤其是内河水下地形测量中的主要测量仪器。即使在声速设定正确的前提下,单波束测深仪的观测值仍然会有各类型的粗差。针对其原始水深值粗差处理问题,创新性地提出"地形链"的概念,设计了一种新的针对单波束测深仪水深观测值的粗差检测与修正算法,针对长江流域的单波束测深数据进行处理,结果表明算法对各类粗差有明显的检测和修正效果。     

水工建筑物水下三维检测精确定位分析

在复杂海况下,对水下的水工建筑物进行三维检测精确定位分析,目前有多种设备可选择。但检测的可靠性和精度需要进一步分析和验证。为此,结合广东揭阳石化原油码头工程,采用多波束测深仪系统和水下三维实时3D声呐系统,以点云数据建模,将2种系统采集的数据融合处理,可对建筑物的坐标和高程进行精确分析。其中,多波束测深仪系统可用于水下建筑物绝对坐标的测量,而实时3D声呐系统可取得目标物精确的模型图像,2种数据融合处理后,即可用可视化的方法对目标物的位置和状态进行准确分析。该方法可用于港口和码头维护以及水下建筑物检测,为老码头的改造、修复提出有效的检测定位方法和可视工具。     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

软基处理下吹砂回填量Matlab细化计算方法

吹砂回填普遍存在于港口工程、岛隧工程等相关建设中，具有工程量大、运输距离远、成本高昂的特点。为尽可能在吹填砂计算中获取准确的数字，介绍了基于多波束测量数据和Matlab编程的吹填方量的细化计算方法。根据振冲和排水板的地基处理效果，反推吹填砂固结和堆载影响，精确计算吹填砂量并给出吹填交工高程。在巴拿马阿马多尔邮轮码头项目实践中，精确计算的吹填砂量较传统的计算方法节省约7万m3的吹填量。     

连云港港30万吨级航道二期工程H1.2标段沿海远距离潮位实时播报系统研究

针对连云港港30万吨级航道二期工程航道疏浚施工项目LYG-302-H1. 2标段航道里程长、离岸距离远、单一潮位站难以控制所有施工区段实时潮位的问题,进行系统开发研究,利用原有3个潮位站进行潮位改正,同时采用北斗信息传输系统,研究相关软件得出一套适合该工程的远距离潮位实时播报系统。现场实测数据与相应基站推算出的数据比对表明本系统适用于该工程。此系统接入船舶疏浚系统为施工船舶提供实时潮位数据,施工船舶以此为依据完成船舶定深,在工程质量控制中起到了重要作用。     

多波束测深系统在水下检测码头接缝中的应用

为探索多波束测深系统在水下检测码头接缝的效用和技术特点,对在建的沉箱码头岸壁开展水下检测现场试验。针对检测对象的特点,改进了多波束测深系统的安装方式和设置,对采集的数据提取点云图进行分析,并对接缝宽度进行水下摄像验证。结果表明,接缝宽度检测的分辨率与船速、波束的发射频率、探测距离等因素有关,且在作业时应力求船舶的航行姿态平稳和匀速航行以保证检测质量。该系统在水下检测时能获得三维点云数据,可直观反映接缝的整体形态,为码头水下接缝检测提供了一种新方法。     

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。