声呐旁扫技术在检测软体排铺设质量中的应用

摘要：本文以南汇东滩促淤二期工程Ⅲ标段为例，工程采用声呐旁扫技术对已铺设的软体排施工质量进行检测，突破了传统仅采用水下探摸的单一检测方法，通过声呐系统，能够实施反映排体搭接宽度情况，出现偏差能够及时进行调整，高效、精确的保证软体排的铺设质量，在深水筑坝护底工程中具有一定的参考价值。

关键词：软体排；声呐旁扫；护底；检测

1 工程概况

南汇东滩促淤二期工程Ⅲ标段位于浦东机场外侧促淤区以南的没冒沙水域，以及大治河延伸段以南的2～3m高程（吴淞零点为基准）以上的南汇东滩滩地，南侧边界以临港新城大堤与南汇东滩四期大堤交汇点为界。

2 软体排铺设

（1）结构型式。

本工程促淤堤全长5.5km，护底主要结构型式采用抛石与混凝土联锁块软体排相结合的方案，根据设计文件要求，部分断面在铺设铺设混凝土联锁块软体排之前，先铺设一层通充砂管袋。

本工程分别采用型号为480×480×120mm和480×480×160mm两种联锁块，采用C25素混凝土预制。排体单元尺寸为4m×5m，联锁块中心距为500mm，用防老化丙纶绳（ф14mm，三股）连接。为了严格控制搭接宽度，将排体沿纵向搭接边缘处的加筋条设置为红色，便于沉排后的水下检测，控制沉排质量。软体排排体采用380g/㎡复合土工布，丙纶加筋带使用50mm宽度规格，砂肋采用200g/㎡丙纶长丝机织布。

（2）软体排铺设。

铺排船的定位及位移控制由6个电动绞关和6根钢缆绳来实现。船头中部设主缆，承受整个铺排船舶下漂拉力；船尾中部设尾缆，与头部主览协同作用，防止水位变幅时引起铺排船的上下移动，船头、船尾各设左右两根边缆，控制铺排船的左右移动方向。

软体排的铺设流程如下：首先卷排；利用吊机将排布吊至铺排船的甲板上，操作工人在吊机协助下将排布展开，将排尾拉环和滚筒上钢缆连接，在滚筒旁边，操作工人拉紧排布，启动滚筒开关，排布自动卷入滚筒，直到排头布平展在翻板前沿，关闭滚筒开关。其次沉排；中央控制室人员操作全自动铺排系统的监控界面进行沉排控制，放松卷排筒，开启卷扬机使铺排船后退，放舱面排下水。沉排过程中，控制人员与船上或陆域观测人员保持信息畅通，从而及时调整卷扬机速度，保证匀速铺排，使排体到达水底时与设计铺设线吻合。最后砼联锁块体安装；平台面上排布铺设完毕后，即进行下一轮平台排体的砼联锁块体安装或砂肋充砂绑扎工作，直至整块排铺设完毕。

施工中铺排船由GPSRTK实时跟踪指挥其定位，逐块铺设，并由RTK动态控制铺排轨迹，实时绘出铺排轨迹。如出现偏差，及时校正，保证护底范围和搭接宽度满足设计指标。

3 声呐旁扫检测铺排质量

（1）检测原理。

铺排质量采用实时监控声呐设备，利用机械转动的声呐波束形成全方位或者某固定扇形角度内的扫描完成探测。它是由一个绕水平坐标轴机械旋转的水听器组成的，通过声呐波束连续转动一连串微小的角度来进行扫描；收纳采集每一个声呐波束返回距离和回波强度的信息，最终模拟形成水下环境的声呐图像。

铺排船在鋪完一段排体后，在绑系混凝土联锁块期间，通过实时监控声呐设备进行扫描，对水底铺排质量数据进行实时采集，搭接状况将直接在铺排船操作室检测器上显示出来。技术员采用软件处理分析出铺排搭接宽度，及时将搭接信息向船长汇报，船长基于铺排搭接情况调整船位，进行动态化铺排施工。

（2）检测流程。

图像声呐实时检测能够在铺排施工的同时，在工人绑系混凝土联锁块的间隙，对排体的搭接情况进行实时检测，量测某断面处的搭接宽度，反映铺排的质量。

每次使用图像声呐进行扫描后，将排体的搭接情况进行记录的同时，将实际搭接宽度反馈给施工现场负责人。当搭接宽度合格时，可以继续沿着之前的轨迹向后铺排。根据该通条前面几次的检测结果，和声呐图像显示的下排体排边的轨迹，也可以判断该通条施工过程中整体搭接情况的变化趋势，以推断后续可能出现情况，早作准备。

若发现铺排质量不达标，搭接宽度不满足设计指标，应及时根据铺排状况进行现场调整。根据水流情况和上下排体的相对位置，采取适当放松排体或者将铺排船适当向下游排体靠近等措施，改善铺排施工质量，保证搭接宽度达到设计的要求。

本工程引入旁扫声呐设备对铺设后的水下软体排进行检测，可得到水下软体排的图像，直观判别相邻排体的搭接情况和排体质量，达到水下软体排的全面检测的目的。

4 结语

本工程采用声呐旁扫技术对软体排铺设施工质量进行检测，突破了传统仅采用水下探摸的单一检测方法，通过声呐系统，该技术能够实时的反映出水下铺排施工轨迹，达到水下软体排的全面检测的目的，同时施工船舶可根据监测情况及时进行调整，保证铺排质量。本工程成功应用该技术，为后期深水促淤护底施工提供的一定的草考价值。

参考文献：

[1]张才俊，郭素明，李少俊.水下软体排铺设质量检测技术对比[J].水运工程，2016（02）：1014.

[2]吴怀波.航道整治工程中水下沉排质量检测技术探讨[J].中国水运（下半月），2017，17（10）：137138.

作者简介：程婷（1990），女，汉族，江苏连云港人，硕士，长江南京航道工程局，研究方向：港口海岸及近海工程。