歐燕強

（南寧鐵路局南寧工務(wù)段，工程師，廣西 南寧 530001）

橋梁水下墩樁基及承臺施工工藝復(fù)雜，難度大，了解掌握河床底部地形情況是關(guān)鍵，只有采用高科技水下地形測繪技術(shù)準(zhǔn)確了解河床底部地形，才能準(zhǔn)確制定橋梁水下墩樁基及承臺施工的最佳方案，確保施工安全、高效、節(jié)能。

1 工程概述

紅水河雙線特大橋位于湘桂線柳州至南寧段LN-2標(biāo)段第一項目部施工段，跨越來賓市紅水河，橋型布置為預(yù)應(yīng)力整孔箱梁（29 m×32 m）+連續(xù)梁（80 m+144 m+80 m）+預(yù)應(yīng)力整孔箱梁（30 m×32 m），橋長2 250.728 m，是湘桂鐵路擴改工程的關(guān)鍵性控制工程。紅水河雙線特大橋31#墩為連續(xù)梁主墩，位于紅水河航道中，承臺位置與河岸有27 m 的高差；與既有湘桂鐵路跨紅水河斜拉橋相鄰，承臺中心位置距既有鐵路橋平面距離僅為28 m。承臺位于紅水河河床上，河床為順、橫橋向雙向傾斜，坡度較大。河床沒有覆蓋層。31#墩基礎(chǔ)平面布置見圖1所示。

圖1 31#墩基礎(chǔ)平面圖

2 測量方案總體說明

由于紅水河水流湍急、水深最深處達30 m 以上，傳統(tǒng)的測量方法無法滿足精度要求，為此項目部決定采用測深儀結(jié)合GPS RTK 進行高精度的水深測量，首先利用GPS RTK 對承臺的中點，角點進行放樣，其中岸上部分用噴漆噴出承臺的輪廓線。對承臺周圍進行分區(qū)，分為11 條測量線，分別測量出11條測量線的基巖表面高程，其中岸上部分用水準(zhǔn)儀測量，水下部分用靈舟SDE-28 水深測深儀結(jié)合GPS 測量，并用CASS 軟件生成河床巖面高程斷面圖。31#墩基礎(chǔ)測量線平面布置如圖2所示。

圖2 31#墩基礎(chǔ)測量線平面圖

3 測深儀具體連接操作

3.1 數(shù)字測深儀安裝 首先安裝、固定換能器，固定換能器位置最好選擇在船體的中部（見圖3 所示），這樣可以減少行駛時船首推出的浪涌的影響和干擾。使用船速快的測量船測量時測深桿必須增加前后拉繩進行加固，因為考慮到水流帶來的拖力。海上測量時換能器吃水要放深一點，船速越快換能器吃水就要相對放深，一般來說海上作業(yè)時換能器吃水在1.2～1.4 m最好，內(nèi)河中也要保證大于0.5 m，在浪涌較大的海況下測量，換能器吃水必須加深，避免浪涌的影響造成假水深過多，安裝時測深桿一定要保持垂直，要加固和防止探頭松脫掉入水中或者電纜線的扯斷。

圖3 換能器安裝圖

固定換能器的方法很多，同時也因船而異，但必須以牢固、安全為前提。小船的固定方法是采用綁定測深桿加拉繩兜底加固，大船的固定方法是采用固定測深桿加前后拉繩和兜底拉繩固定，海測專用測量船則采用側(cè)掛方法，船舷旁裝有固定的掛架插口，使用專配或特制的掛架固定測深桿，安裝時只需將測深桿掛架垂直插入掛架插口固定并拉緊前后拉繩即可?？傊?，各自可在使用中選擇既安全又快捷的安裝方法。連接好換能器后，接上電源（定位系統(tǒng)和外圍設(shè)備），可以使用12 V直流穩(wěn)壓電源，或直接接220 V市電，但是必須使用對應(yīng)的電源電纜，測深儀即安裝好。

圖4 測量參數(shù)菜單

3.2 測量參數(shù)設(shè)置 在測量參數(shù)菜單（見圖4）選擇“設(shè)置”-＞“測量參數(shù)”，進入到測量參數(shù)設(shè)置界面，如圖5所示。

圖5 測量參數(shù)設(shè)置界界面

設(shè)置參數(shù)要點：

1）吃水—指換能器吃水深度的量取要從水線至換能器的底部，量取的這個值就是吃水深度值，也就是要設(shè)定的換能器吃水值。

2）聲速—在不同的季節(jié)和不同的水域（包括不同的水溫）聲速都會有差別，淡水和海水的聲速也有差別，所以要求每次測量前都必須校對或檢查測深儀〔1〕。校對測深儀的方法很多，但常用的主要方法有2種：一是采用打測試板的方法來校對，從不同的深度的校對中找出誤差值然后進行聲速調(diào)整，把誤差消除到最小。二是采用聲速剖面儀對測量現(xiàn)場水域進行聲速測定，聲速儀在測定水中聲速的同時也對水深進行測定，并根據(jù)測定區(qū)域的水溫、水深計算出聲速值供現(xiàn)場采用，而所測的這個聲速值就是測深儀需要的聲速值，另外還有一種比較古老的方法就是打水砣比對，現(xiàn)在已很少采用了，因為水下底質(zhì)不同誤差也就不同，深度讀數(shù)誤差較大也很難掌握。

3）測量周期—指測深儀發(fā)射脈沖的周期，一般淺水水域的測量設(shè)定值在0.2～0.5 之間，深水可適當(dāng)加大。

4）初始水深—指標(biāo)尺的初始水深，設(shè)定值要根據(jù)當(dāng)?shù)厮顚嶋H情況來設(shè)置，測深儀參數(shù)菜單見圖6 所示。如測量的水域的水深在20 m 以下，則可以設(shè)置成20 m。

圖6 測深儀參數(shù)菜單

4 測量數(shù)據(jù)處理及成果

通過測深儀測與GPS 連接測的水深及平面位置，再通過南方CASS 軟件生成等高線及橫縱斷面圖（如圖7所示）。由此得出的斷面圖地形三維坐標(biāo)準(zhǔn)確，水下地形清晰明了，可為制定最佳施工方案提供有力依據(jù)。

圖7 等高線及橫縱斷面圖

5 結(jié)束語

運用GPS RTK 與測深儀結(jié)合測量水深是目前最先進與準(zhǔn)確的測量方法，高精度的平面位置與測深結(jié)合提供個較為精確的水下地形三維坐標(biāo)，技術(shù)先進、性能穩(wěn)定、操作簡單、攜帶方便、是水下地形測量的準(zhǔn)確而又簡便的方法。為31#主墩樁基及承臺施工提供了第一手準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

〔1〕梁開龍.水下地形測量〔M〕.北京：測繪出版社，1995.

〔2〕全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范〔S〕.北京：測繪出版社1992.