侧扫声纳在软体排检测中的应用和改进论文_于刚

摘要：文章着重介绍Klein3900侧扫声纳检测水下软体排铺设的原理及误差分析，结合实际工程进行分析验证。结果表明，侧扫声纳技术检测水下软体排铺设质量方法高效、准确度高，体现了新技术的优势。

关键词：侧扫声纳；水下软体排检测

1检测水下软体排铺设质量的应用情况

1.1常规检测水下软体排铺设质量的主要手段

常规检测水下软体排铺设质量主要采用浮标倒垂法、人工潜水探摸法和水下摄影法，进行相邻排体间搭按宽度和实际平面位置的检测，以上方法主要存在以下缺点：

1、浮标倒垂法：检测精度受人为因素和外界环境影响较大，大批量的排体检测较难实施。

2、人工潜水探摸法：在水流比较复杂的施工区域，潜水员下水作业的危险性大，并且容易受人为因素和外界环境影响，检测结果受到质疑。

3、水下摄影法：水下摄影可真实地反映水下软体排铺设的真确位置，但这种方法不仅对操作人员的技能有较高要求，而且在大范围的检测很难实施，常常因为水下能见度低而无法分辨排体。

为了降低检测水下软体排铺设质量费用，提高检测精度和工作效率，使用先进的检测技术进行安全、高效的排体铺设质量检测是必然趋势。

1.2侧扫声纳在检测水下软体排铺设质量的应用

近年来由于侧扫声纳技术的发展，侧扫声纳成图效果和定位精度有了很大提高，并将其逐步应用到水下工程施工检测。但对于水下软体排铺设质量控制，大多数施工单位依旧采用常规方法进行检测，很少使用侧扫声纳技术进行排体检测，缺乏侧扫声纳技术的实际应用经验。

2工程实例分析

工程名称为：长江南京以下12.5米深水航道一期工程，工程所在地点位于崇明与太仓之间的白茆沙水域，该工程为航道整治建筑物工程。工程前期须进行软体排护底施工，为了及时、安全、高效地检测所铺设软体排的实际情况，提高工作效率，故引进侧扫声纳技术进行排体检测。实例选取该工程于2012年11月28日~30日之间铺设好的3张软体排进行铺排质量检测，排体编号分别为301-47、301-48、301-49，每张排体设计宽度为35米，长度为180米，相邻排体设计搭接宽度为3米。

2.1排体检测

2.1.1测线布设。检测测线采用双侧扫测的方式进行测线布设。测线平行于软体排布设5条，每条测线长度为200米，测线间隔为30米，主要用于检测软排体搭接宽度；测线垂直于软体排布设2条，每条测线长度115米，主要用于检测软排体排头与排尾铺设情况。

2.2.3数据采集。使用Klein3900型侧扫声纳进行软体排检测。使用TrimbleSPS852型RTK- DGPS接收基准站差分信号进行平面定位，采用美国Hypack公司的HYPACK MAX专业水道测量软件进行导航，SonarPro进行侧扫影像数据采集。

为确保扫测图像清晰，扫测过程中测船航速低于4节，航行方向严格沿着测线方向往返测量，扫测覆盖范围为测线左右两侧各50米。

2.2数据分析

使用专业分析软件SonarPro对侧扫声纳图像进行回放分析，确定软体排的搭接位置，进行定位、量距，并提取坐标，计算出软体排的搭接宽度。

具体排体的搭接情况侧扫图像见图2-1，特征点的坐标见表2-2：

图2-1软体排侧扫声纳扫测图

表2-2侧扫成像软体排搭接宽度统计表

从表中数据统计可知，两张排搭接平均宽度为4.7米，最小搭接宽度位置在A5、B5点，搭接宽为3.1米,最大搭接宽度位置在A1、B1点，搭接宽度为6.6米；BQ57、BQ58两张排搭接平均宽度为5.3米，最小搭接宽度位置在C5、D5点，搭接宽为4.9米,最大搭接宽度位置在C3、D3点，搭接宽度为5.7米。

3结论

通过以上数据分析，采用侧扫声纳系统检测水下软体排铺设，与常规检测的方式相比，具有较大的优势。特别是在水域水质可见度低、水下地形复杂、水深较深的水域，侧扫声纳能快速判断所铺设软体排的搭接情况，准确地计算出排体的位置、搭接宽度。该检测方法安全高效、准确度高，可以全天候作业，有效提高工作效率。随着侧扫声纳技术的不断发展和完善，侧扫声纳系统水下施工方面将有更加广阔的前景。

参考文献

[1]曹根祥，丁捍东.长江口深水航道治理工程护底软体排施工成套工艺及设备的开发[J].水运工程，2006（S2）：48－75.

[2]《水运工程测量规范》（JTS131-2012）

论文作者:于刚

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/20

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