沉管法隧道水下检测技术标准化分析

孟 刚，李 飞

(1.贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，贵州 550014；2.贵州建养公路技术咨询有限公司，贵州 贵阳 550014)

1 检测项目

沉管隧道如果水下地形有欠挖现象存在，则容易产生安全事故，引起管节破坏等问题，对管节浮运沉放都造成影响。在沉放区进行水重度检测，应达到准确且及时，在实际的管节下沉、水力压接与稳定压载过程中，对抗浮安全系数均提出了明确要求。由于水浑浊区域中水的重度容易导致浮力产生较大变化，混凝土单节管实际体积在3万m3左右，如果水重度发生变化，则会使浮力产生很大的变化。沉管主要通过对管节中水箱内实际水量的调整来实现对管节下沉的有效控制。对沉管的沉放对接而言，水重度监测可谓至关重要，必须引起相关人员的高度重视。

对下检测工作标准化，对检测单位而言，应编制完善的检测方案，对包含检测依据、项目、范围、方法、频率等在内的各项内容均提出明确要求。在实际的检测工作中，不可随意更改检测的范围与频率，另外对于检测中发生的不可预知的问题，可结合实际情况及其发生的变化，对检测项目及方法进行适当调整。

在所有检测项目及内容当中，对工程安全及质量有较大影响的项目属于必须进行检测的项目，这些项目以外的项目及内容都可以根据现场实际条件确定。如果沉管的埋设深度较大，则需要检测封门的应力情况，使封板受水压持续作用后始终处于稳定的状态。当对水下地形进行检测的过程中，应提前做好检测范围的设计与规划，避免检测发生遗漏，使检测实现全覆盖。

2 检测方法

2.1 检测手段

检测方法需要以具体的检测项目为依据确定，对于水下地形检测，可采用水下声呐检测的方法；对于回淤检测，可采用水下淤泥原位取样及水下探摸的方法；对于浮运姿态检测，可采用姿态实时检测的方法；对于灌砂过程与效果的检测，可采用冲击映像法与全波场法；对于水重度检测，可采用原位取样重度测定的方法；对于垫块安装状态检测，可采用水下倾斜检测的方法。

2.2 检测仪器

在水下地形检测过程中，检测方法为水下声呐扫测，大多借助多波束系统进行全覆盖扫测；在回淤检测过程中，检测方法为对水下淤泥开展去原位取样重度测试；若实际条件不允许，则可通过水下探摸来检测。对水重度进行检测时，可将原位取样和分析天平重度两种方法结合到一起。对浮运姿态及管节对接姿态进行的监测，可使用水位计、全站仪及倾斜仪等仪器进行，实现对姿态的动态显示。对于基础灌砂整个过程与结果进行的检测，检测方法以冲击映像法为主，也可采用全波场法，若需要水下录像，则需要组织潜水人员使用手持式摄像机进行。

水下检测开始前，应先对仪器设备进行检查与调试，所有仪器设备都要处在检定及校准的有效期之内，且精度应切实满足检测相关要求。几种常用仪器设备的技术要求为：(1)卫星定位系统，其精度应达到±10 mm+1 ppn；(2)单波束声呐，其波束开角不能超过2°；(3)多波束声呐，其量程分辨率应达到1.25 cm；(4)姿态传感器，其精度应达到以下要求：①航向±0.1°；②纵摇/横摇0.01°；(5)声速剖面仪，其精度应达到±0.025 m/s；(6)全站仪，其测角精度不能超过2″，测距精度应达到2 mm+2 ppm；(7)水下摄影电视，其水平方向分辨率应达到420线以上；(8)倾斜仪，其精度应达到±0.01°；(9)密度或分析天平，其精度应达到0.01 kN/m3；(10)检波器，其各道检测器之间的固有频率差不可超过5%，灵敏度差不可超过5%，且相位差应处在5%以内；(11)激发器，其记时信号延迟时差不能超过0.5 ms。

为保证实际检测结果的可靠性，所有水下检测仪器都必须处在检定及校准的有效期之内，且检测精度必须符合相关要求。另外，检测设备还应兼顾良好便捷性及精度，必须满足实际的检测工作要求，使检测结果真实反映出检测对象实际情况。

2.3 检测时间与频次

对于沉管隧道工程，具有建设时间较紧、任务繁重和施工窗口期相对较短等特点。对于工程的建设方，应积极配合检测单位开展水下检测工作，对检测时间进行合理安排，尽可能减小后避免对正常施工造成的影响。当对基槽地形进行检测时，不仅要保证地形开挖精度，而且还要以具体的需要为依据对试挖机粗挖进行地形检测。如果基槽的回淤泥较大，则基槽地形检测和下一个工序之间的时间间隔应尽可能缩短。对于相关技术规范提出的检测频率要求，只是检测结果达到合格对应的检测次数，如果检测结果不合格，则应适当增加一定的检测频率，以及管节浮运进入待安装区域超过5 d之前的检测次数。

2.4 检测成果

检测单位完成预期的检测任务后，应尽快向相关单位及部门提供检测数据成果。对于检测成果，实际上就是检测过程中产生的各类资料，包括影像、数据与图集。以水下地形检测为例，其检测图集除了要包含地形的等高线，还应编制地形三维图；此外，对于比较特殊的地形，如基槽等，还应绘制横断面图，断面之间的距离应控制在20 m以内。

对于水下录像报告，必须包含影像资料，同时要在报告当中提出异常、特殊及关键部位的影像，若需要完成水下量测，还应提供相应的量测影像。在基槽的灌砂检测过程中，需要提供灌砂的密实度及充盈度报告。由于施工时间紧迫等方面的原因，检测单位不能在工程的施工窗口期形成并提供相关检测报告，则应做好初步报告的编制与提供。对于初步报告，需要对检测对象能否达到要求开展初步判定，将其作为后续施工作业的重要依据。

3 结 语

综上所述，沉管隧道工程的水下检测工作涉及到包含建设、设计、勘察和施工等在内的每个参与方，各方都必须严格遵守。标准其规范的水下检测工作能为沉管隧道建设及未来发展带来很大促进作用。通过对相关标准的严格执行，能有效提高工程建设水平，提高工程抵抗各类灾害的能力，减少或避免各类事故的发生。通过对内河沉管隧道水下检查技术规范的合理应用，无论是对规范整个工程的施工，还是保证工程建设质量及安全，都有着十分重要的作用与意义。