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摘要：受沉管隧道工程建设一次性、重要性、隐蔽性及复杂性的影响，做好各个施工工序间工程质量控制工作具有不可比拟的积极作用，而沉管隧道工程施工应用水下检测及监测技术，不止能大幅度提高沉管隧道工程水下施工效率，更能保证工程施工质量及施工质量可控性。本文以沉管隧道工程中水下检测及监测技术为切入点分析二者主要内容、主要作用及技术手段，就提出具体的应用要点及技术发展方向进行深入探究，旨在为相关从业人员积累更多的工作经验提高技术应用有效性。
关键词：水下检测；监测技术；沉管隧道工程
沉管隧道指若干个预制管段分别浮运至施工现场一个连着一个依次沉放安装实现水下相互连接且正确定位于开挖水下沟槽内进行相关辅助性施工确保管段间组合成为连接水体两端的陆上交通隧道型交通运输载体。相较于围堰明挖法、盾构法及矿山法等水下隧道施工方法，沉管法隧道适用于海床及河床较浅处且易于水上疏浚设备开挖的工程地点[1]。由于沉管法隧道深埋较小，隧道线路与盾构法及矿山法相比明显更短，隧道断面形状较为灵活且管段预制质量控制难度较小，实现内部铺装、浮运沉放、管段预制及基槽开挖等工序平行作业，能大大压缩施工工期。受沉管法隧道自身技术优势的影响，已于世界范围内得到越来越多人的关注及重视，成为大型水下隧道工程的首选施工方法。鉴于此，本文针对沉管隧道工程应用水下检测及监测技术的研究具有重要现实意义。
1.水下检测及监测技术的概述
由于沉管隧道工程水下施工条件及施工环境较为复杂，存在水下施工肉眼无法明确观察等问题，造成传统全站仪等测量方法难以发挥其真正作用，但是管段对接工序要求一次到位且二次安装存在造成GINA带接头损伤的可能性。一旦出现质量问题且其结构处于水下无法采取相应的补救措施，极易造成经济损失[2]。相较于一般结构工程，沉管隧道工程具有一次性、重要性、隐蔽性及复杂性等鲜明特点。由此可见，做好水下检测及监测工作对于保证各个施工工序符合设计要求具有不可比拟的积极作用。同时，沉管隧道工程水下检测及监测内容必须结合具体工程特点进行，必要时结合实际情况开展相关试验研究。
目前我国常见水下检测及监测项目内容较为复杂，涉及隧道健康监测、回填、二次围堰、最终接头、管段沉放对接、基础、管段浮运及基槽与航道等方面[3]。其中，隧道健康监测可分为隧道顶覆盖层检测、管段底部基础完整性检测、隧道管段结构性能监测、隧道接头状态检测及隧道轴线与沉降监测。回填主要负责检查回填效果，可分为管段分层分段回填及最终回填检测。二次围堰主要负责检查钢围堰与模板间安装质量评估止浆效果，可分为水下模板安装检测及钢围堰安装检测。最终接头主要负责检查安装质量评估止水效果，可分为止推梁安装检测及接头模板安装检测。
一般说来，管段沉放对接检测可分为对接前检测、对接后检测、管段抛石锁定检测、水容量检测与检测及姿态检测[4]。其中，管段沉放对接前主要负责检查对接面是否光滑且是否存在异物、附着物、破损、脱落及偏位，侧重于检测管段进排水口、导向梁、端钢托及GINA带，而对接后主要负责检查是否完成最终止水实行接头形状检测；管段抛石锁定检测主要负责检查抛石高度判断是否与管壁相贴合；水容重检测及监测主要负责计算管段所承受的浮力变化；管段沉放对接时姿态监测主要负责合理整合各个检测手段促使施工指挥具备系统性及直观性。
2.沉管隧道工程应用水下检测及监测技术的要点
2.1组织方式
受沉管法隧道工程自身特殊性的影响，出现质量问题后无法立即补救且经济损失较为巨大。伴随沉管法隧道工程建设技术进步及经营积累，水下检测及监测重要性及必要性得到越来越多从业人员的关注及重视。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于初期国内沉管隧道工程水下检测及监测普遍由施工方自行完成，造成隧道建设质量风险控制难度上升，并且一味交由监理方组织水下检测及监测也存在引发其他问题的可能性，例如：尚未出台相关规范性文件界定检测结果及监测结构，缺少结果评判的依据。同时，水下检测及监测工作具有较强的专业性，普通监理单位难以具备相应的技术积累及设备积累。
现阶段我国以独立第三方开展水下检测及监测工作为常用方法，以确保施工方自检合格为基础进行检测作业及监测作业，再对比施工方自检结构评估检验结果的准确性，一旦检验结果不相符分别校验检验结果及检验流程，针对校验结果出现偏差则进行复检确保工程质量，客观上要求检验方必须具备丰富水下检验及监测从业经验且保证设备仪器及技术能力专业性，而对于施工方法无法自主完成的检测及监测项目则交由检测方进行检测及监测作业[5]。同时，工程建设过程中检测方必须协助施工方共同完成沉管隧道建设工作，确保沉管隧道工程质量及施工安全性不受其他因素影响，
2.2技术手段
一般情况下，沉管隧道工程中水下检测及监测技术手段可分为水下声纳扫测、水下录像检测、水下摸鱼检测、水下倾斜度检测、水下淤泥检测及水容重检测。其中，水下声纳扫射测量作业前将GPS基准站安装于岸边，使用移动站采集已知坐标点后求取转换参数，测量船上安装GPS移动站及水下地形测量仪器实现GPS坐标与待检区域坐标相互转换，构建GPS定位导航迹线模型，并且检测作业时采取差分GPSRTK方式充分发挥GPS导航指引作用，尽量沿着与航东中心线相平行的方向持续开展水下声纳扫射，实现待检区域全面覆盖及自动记录来自水下地形测量仪深度值及GPS系统定位坐标值。
同时，利用对比试验确定不同波浪及流速等条件对水下声纳深度测量准确性的影响，得出深度修正系数，以规定时间（间隔5分钟至10分钟）为标准记录待检区域水位变化情况，待扫测完成后使用绘图系统及数据分析处理系统进行深度修正，获取水下地形数据绘制出相应的典型断面横剖面图、地形等高线图及三维地形图。总而言之，水下声纳扫测技术适用于沉管隧道建设中水下竣挖作业开展水下地形检测，例如：基槽回填、基槽开挖及航道疏浚等，主要负责扫测水下地形判断基槽、基坑及航道的标高、尺寸、边坡稳定性及坡比等，便于得出是否存在深坑等现象。
总而言之，即便国内沉管隧道建设形势较为红火，但是与其相关法律法规尚未健全，造成沉管隧道设计、施工及验收等环节普遍以混凝土工程或钢筋工程为参考且水下作业以港口工程、水运工程及疏浚工程为参照，无法全面体现沉管隧道建设特殊性，客观上要求相关部门尽早出台沉管隧道工程相关规范。
3.结语
通过本文探究，认识到由于沉管法隧道深埋较小，隧道线路与盾构法及矿山法相比明显更短，隧道断面形状较为灵活且管段预制质量控制难度较小，实现内部铺装、浮运沉放、管段预制及基槽开挖等工序平行作业，能大大压缩施工工期。因此，相关技术人员灵活应用水下检测及监测技术，结合革新化、系统化、制度化及规范化等发展方向，大幅度提高沉管隧道工程水下施工效率，保证工程施工质量及施工质量可控性不受其他因素的影响。
参考文献
[1]杨延栋，陈馈.中国隧道技术的创新与发展[J].施工技术，2017，46（S1）：673-676.
[2]吴鹏飞，季星晨.广州洲头咀沉管隧道工程之水下检测研究[J].上海水务，2016，32（03）：38-41.
[3]奚笑舟.水下检测与监测技术在沉管隧道工程中的应用[J].现代隧道技术，2015，52（06）：36-42.
[4]吴刚，沈永芳，吴鹏飞，奚笑舟.天津海河沉管隧道工程水中管段对接的检测研究[J].水利学报，2015，46（S1）：90-94.
[5]胡志远.大型沉管隧道水下基础注浆试验平台的开发[J].国防交通工程与技术，2013，11（05）：30-33.
论文作者:李启阁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/28
标签：水下论文; 隧道论文; 工程论文; 技术论文; 作业论文; 围堰论文; 声纳论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;