航道疏浚工程竣工验收数字化测量技术研究

甘剑丰

（江西省赣西航道事务中心，江西 宜春 336000）

0 引言

目前，从我国交通运输体系建设情况来看，航道工程起到了重要的作用。处于长时间使用状态下的航道，出现淤泥堵塞是必然现象，在一定程度上影响着航道的运行能力。因此，做好水下疏浚工作非常必要。为了更好地了解航道疏浚工程的质量情况，应重视竣工验收工作。如何在竣工验收环节正确应用数字化测量技术，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1 航道疏浚工程的基本内容及竣工验收的数字化测量特点

1.1 航道疏浚工程的基本内容

经济的不断发展，推动着我国交通运输行业向前发展。其中，水上航道工程项目建设作为构建现代化交通运输体系的重要组成部分，对确保在使用周期内航道运行顺畅，起到非常关键的作用。淤泥堵塞是阻碍航道畅通运行的主要因素之一，需定期开展疏浚清渣工作，开挖航道区域内的水下土方，将堵塞的淤泥清除干净，使航道上的船舶安全稳定航行，保证航道的运行能力。

在通常情况下，竣工完成后的航道疏浚工程，为保证其工程质量，要求在工程交付前，落实竣工验收工作。目的是确认疏浚后的航道是否与设计要求相吻合，真实反映航道疏浚工程的质量情况。清淤土方量、清淤程度以及底高程等各项指标均是检测航道疏浚工程质量的关键要素，只有各项指标达到规定标准，方可同意工程竣工。

1.2 航道疏浚工程竣工验收的数字化测量特点

在航道疏浚工程竣工验收环节应用数字化测量技术，测量内容主要包括外业测量、内业数据处理以及航道竣工验收断面图绘制三个部分。基于国家现行规范标准，将三个部分所测量的相关数据进行整理，作为判断航道疏浚工程质量是否达到规定标准的参考依据。相较于传统测量技术，数字化技术由计算机技术、通信技术等多个先进技术集合而成。在集成技术支持下，应用在航道疏浚工程竣工验收环节，有利于提高测量工作的效率，保证测量数据的准确性，其中数字化测量系统的建立，为高质量开展航道疏浚工程竣工的验收工作，提供了极大的便利。数字化测量系统具有多功能性、速度快、高可靠性等特点，可满足多种数据格式的转换要求，可连接多种类型测量仪器设备，有效保障了数字化测量技术在航道疏浚工程竣工验收中的应用效果。

2 航道疏浚工程竣工验收的数字化测量技术要点

2.1 测量流程

竣工验收是航道疏浚工程建设的最后一个阶段，同时也是了解与掌握航道疏浚工程质量实际情况的关键环节。其中，数字化测量方法是现阶段常被应用于航道疏浚工程竣工验收中的高效率的技术手段。由于航道疏浚工程的特殊性，在实际应用数字化测量技术过程中，涉及多个方面内容，因而数字化测量是一项具有较强综合性与系统性的作业任务，主要由外业测量和内业数据处理等几项关键环节组成。

在采集外业测量数据过程中，要求测量和采集与岸线地形、地下水地形相关的数据，并对测量和采集完成的数据进行整理，在此基础上生成可辅助绘制断面的剖面图、平面图的相应断面里程文件。在绘制航道外业草图时，则会涉及CASS 等相关软件的利用，以此来达到全面呈现航道岸线地形图的测量目的。

在航道疏浚工程竣工验收阶段，应用数字化测量技术的具体流程：一是先进行控制点测量，再依次进行陆上地形与水深测量；二是收集与整合上一环节所测量的数据，在此基础上，利用相关软件完成航道平面地形图的绘制；三是设计与确定航道中心线和各项参数，获得航道平面图；四是系统将自动生成航道断面图与土方工程量计算表。

2.2 航道岸线地形的数字化测量

首先，测量控制点。测量需要先确认被测区域附近是否存在控制点，若无控制点存在，可选择自定义坐标系，要求必须存在两个及以上已知控制点才可进行测量，为后期求取参数提供便利。

其次，在实际测量航道岸线地形过程中，主要测量航道岸线地形与航道水形相关数据，其中航道侧岸形是航道疏浚环节最为关键的部位，对整个航道通航能力与管理工作有直接的影响。在已知地形条件基础上，开展航道岸线地形的设计工作。一般情况下，待航道疏浚工程竣工后，此时航道岸形与原有岸形将产生较大变化。因此，在实际测量过程中，可应用实时动态技术监督航道岸线地形变化，同时利用配套测量仪器辅助相关测量工作；为了进一步提高数字化测量效率，测量人员可结合目前被测区域的实际情况，对照原始工程测量图纸，更加精准地转换坐标以及参数计算。为避免出现坐标转换精度缺失，要求对相邻控制点之间的距离进行控制，减少在航道岸线地形数字化测量过程中不必要问题的发生。

最后，将被测区域内施工前后的航道疏浚工程地形图进行对比分析，确认位于航道两侧的堤坝、土围等是否产生较大变化。对比分析可以帮助测量人员省去不必要的测量环节，减轻工作负担。但在此环节，测量人员需要做好坐标参数转换，因航道疏浚工程在施工前后极有可能使用两种不同类型的平面坐标系，精准计算坐标参数非常关键，便于高效率校对被测区域内的控制点，从根本上保障测量结果的准确性。

2.3 水下地形的数字化测量

水下地形是航道疏浚工程竣工验收工作时一个极为重要的测量环节。通过对被测区域的水下地形进行数字化测量，充分了解和掌握航道的水下地形，确认该航道经过疏浚后，水下地形是否产生变化，是否有影响航道运行能力的因素。在实际水下地形测量过程中，将测深仪器与RTK 相结合，利用RTK 对测量点进行定位，测量点位置确定后，在测深仪器设备的支持下，完成实际水深的测量任务。测量人员必须在测量水深前期，结合测量点的定位数据和测深仪器的测量数据，通过一系列计算获得水下高程的测量结果，再导入相应软件中进行数据转换，最终获得所需数据。另外，在实际测量水下地形时，也要注意断面的布置，要求每间隔20m 布置一项断面，每项断面上间隔2m 布置一个水深点。采用这种方式有利于确保测量点均匀分布，并能够提升水下地形测量数据准确性。

2.4 航道平面地形图的绘制

在绘制航道平面地形图时，将上述各个环节所测量的相关数据导入CASS，由CASS 负责绘制航道平面地形图。将航道中心线设置为航道疏浚工程竣工图的纵断面线，其中外业测量数据在CASS 中自动生成相关里程文件，并在此基础上完成航道断面的平面图与剖面图绘制，为开展航道疏浚工程竣工验收工作提供参考依据。

2.4.1 里程文件生成。沿着航道中心线，自纵向起每间隔20m 绘制一张航道断面图，其中航道断面图的各项参数需要根据航道实际情况进行设置，若发现存在较大偏差的参数，则需要利用数字化测量系统进行修正。

2.4.2 航道断面平面图生成。CASS 中所导入的高程点数据，生成对应里程文件，同时也会生成另一种数据文件，该数据文件中的信息表示均为坐标点、测深点、航道断面号码等。利用该数据文件可直接获得航道各断面的平面图。某地区航道疏浚工程竣工验收中航道断面平面图，如图1 所示。

图1 某地区航道疏浚工程竣工验收中航道断面平面图

2.4.3 航道断面剖面图生成。在CASS 中选择已经生成完毕的里程文件，将相关参数在纵断面参数设置中进行填写，如断面图横纵向比例、断面图位置等参数；待参数设置结束后，在所生成的里程文件基础上，完成航道每一断面的剖面图绘制；将设计断面线、底程高在断面的剖面图上进行标注，确认疏浚后的航道是否与规定标准要求相一致。某地区航道疏浚工程竣工验收中航道断面剖面图，如图2 所示。

图2 某地区航道疏浚工程竣工验收中航道断面剖面图

另外，数字化测量系统也提供自动对比功能服务，可将绘制完成的航道断面的平面图与剖面图转移到对应的电脑上，利用相关软件进行操作，可同屏显示水深测量、航道断面的平面图、剖面图，经过自动匹配与叠加，即可完成对比分析，了解与掌握航道疏浚工程的质量情况，确认是否存在质量缺陷。数字化测量技术应用，有效提高测量效率的同时，也能更加准确地反映航道疏浚工程的质量。

2.5 航道疏浚工程竣工验收测量的注意事项

为了确保数字化测量技术在航道疏浚工程竣工验收环节中的应用效果，并提高测量数据的准确性，在实际竣工验收测量过程中，应注意以下几点事项：

2.5.1 测量定位。通过对现阶段航道疏浚工程竣工验收测量情况调研与分析，普遍采用RTK 对测量点进行定位。要求负责测量工作的人员，必须在定位测量点时，可以熟练使用各种参数转换计算公式，确保坐标转换准确。例如，当全球定位系统接收显示的坐标信息为1984 世界大地测量系统，向1954 北京坐标系进行转换时，要求被测量区域附近必须存在一定数量的已知控制点。基于国家现行规定标准，精准计算转换参数，确保坐标参数转换的合理性、准确性。同时，测量人员也要熟练掌握定位仪器设备，便于更好地控制定位误差，进而满足数字化测量技术的应用要求。

2.5.2 水深测量。在开展水深测量工作过程中，需要在RTK 与测深仪器二者配合下完成。此环节必须要保证RTK 与测深仪器在使用时保持同步，其中负责测量水深工作的船只速度不宜过快，尽可能不超过15km/h。船速过快极易导致船头抬高，对实际水深测量带来影响，难以保证测量结果的精准性。除此之外，在测量水深时，也要做好测深仪器的使用调试，以及后续维护检查工作，确保测深仪器的各项设置准确，防止因测深仪器精度不够，而对水深测量结果造成影响，从根源上控制数据误差。

3 结语

综上所述，航道在我国现代交通运输体系建设中起到了关键性作用，其中疏浚工作作为航道运行管理的重要环节，对整个航道通行能力有着极大影响。为了更好地保证航道疏浚工程的质量，应提升对工程竣工阶段质量验收的重视程度。根据具体的验收要求，合理选择数字化测量技术，利用其技术优势，进一步提升测量工作的效率与质量，真实反映航道疏浚工程的质量，保障航道的通行水平。