沉管法隧道水下檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化分析

孟 剛，李 飛

(1.貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州 550014；2.貴州建養(yǎng)公路技術(shù)咨詢有限公司，貴州 貴陽 550014)

1 檢測項(xiàng)目

沉管隧道如果水下地形有欠挖現(xiàn)象存在，則容易產(chǎn)生安全事故，引起管節(jié)破壞等問題，對管節(jié)浮運(yùn)沉放都造成影響。在沉放區(qū)進(jìn)行水重度檢測，應(yīng)達(dá)到準(zhǔn)確且及時(shí)，在實(shí)際的管節(jié)下沉、水力壓接與穩(wěn)定壓載過程中，對抗浮安全系數(shù)均提出了明確要求。由于水渾濁區(qū)域中水的重度容易導(dǎo)致浮力產(chǎn)生較大變化，混凝土單節(jié)管實(shí)際體積在3萬m3左右，如果水重度發(fā)生變化，則會(huì)使浮力產(chǎn)生很大的變化。沉管主要通過對管節(jié)中水箱內(nèi)實(shí)際水量的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)對管節(jié)下沉的有效控制。對沉管的沉放對接而言，水重度監(jiān)測可謂至關(guān)重要，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

對下檢測工作標(biāo)準(zhǔn)化，對檢測單位而言，應(yīng)編制完善的檢測方案，對包含檢測依據(jù)、項(xiàng)目、范圍、方法、頻率等在內(nèi)的各項(xiàng)內(nèi)容均提出明確要求。在實(shí)際的檢測工作中，不可隨意更改檢測的范圍與頻率，另外對于檢測中發(fā)生的不可預(yù)知的問題，可結(jié)合實(shí)際情況及其發(fā)生的變化，對檢測項(xiàng)目及方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

在所有檢測項(xiàng)目及內(nèi)容當(dāng)中，對工程安全及質(zhì)量有較大影響的項(xiàng)目屬于必須進(jìn)行檢測的項(xiàng)目，這些項(xiàng)目以外的項(xiàng)目及內(nèi)容都可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件確定。如果沉管的埋設(shè)深度較大，則需要檢測封門的應(yīng)力情況，使封板受水壓持續(xù)作用后始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)對水下地形進(jìn)行檢測的過程中，應(yīng)提前做好檢測范圍的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，避免檢測發(fā)生遺漏，使檢測實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

2 檢測方法

2.1 檢測手段

檢測方法需要以具體的檢測項(xiàng)目為依據(jù)確定，對于水下地形檢測，可采用水下聲吶檢測的方法；對于回淤檢測，可采用水下淤泥原位取樣及水下探摸的方法；對于浮運(yùn)姿態(tài)檢測，可采用姿態(tài)實(shí)時(shí)檢測的方法；對于灌砂過程與效果的檢測，可采用沖擊映像法與全波場法；對于水重度檢測，可采用原位取樣重度測定的方法；對于墊塊安裝狀態(tài)檢測，可采用水下傾斜檢測的方法。

2.2 檢測儀器

在水下地形檢測過程中，檢測方法為水下聲吶掃測，大多借助多波束系統(tǒng)進(jìn)行全覆蓋掃測；在回淤檢測過程中，檢測方法為對水下淤泥開展去原位取樣重度測試；若實(shí)際條件不允許，則可通過水下探摸來檢測。對水重度進(jìn)行檢測時(shí)，可將原位取樣和分析天平重度兩種方法結(jié)合到一起。對浮運(yùn)姿態(tài)及管節(jié)對接姿態(tài)進(jìn)行的監(jiān)測，可使用水位計(jì)、全站儀及傾斜儀等儀器進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對姿態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示。對于基礎(chǔ)灌砂整個(gè)過程與結(jié)果進(jìn)行的檢測，檢測方法以沖擊映像法為主，也可采用全波場法，若需要水下錄像，則需要組織潛水人員使用手持式攝像機(jī)進(jìn)行。

水下檢測開始前，應(yīng)先對儀器設(shè)備進(jìn)行檢查與調(diào)試，所有儀器設(shè)備都要處在檢定及校準(zhǔn)的有效期之內(nèi)，且精度應(yīng)切實(shí)滿足檢測相關(guān)要求。幾種常用儀器設(shè)備的技術(shù)要求為：(1)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其精度應(yīng)達(dá)到±10 mm+1 ppn；(2)單波束聲吶，其波束開角不能超過2°；(3)多波束聲吶，其量程分辨率應(yīng)達(dá)到1.25 cm；(4)姿態(tài)傳感器，其精度應(yīng)達(dá)到以下要求：①航向±0.1°；②縱搖/橫搖0.01°；(5)聲速剖面儀，其精度應(yīng)達(dá)到±0.025 m/s；(6)全站儀，其測角精度不能超過2″，測距精度應(yīng)達(dá)到2 mm+2 ppm；(7)水下攝影電視，其水平方向分辨率應(yīng)達(dá)到420線以上；(8)傾斜儀，其精度應(yīng)達(dá)到±0.01°；(9)密度或分析天平，其精度應(yīng)達(dá)到0.01 kN/m3；(10)檢波器，其各道檢測器之間的固有頻率差不可超過5%，靈敏度差不可超過5%，且相位差應(yīng)處在5%以內(nèi)；(11)激發(fā)器，其記時(shí)信號延遲時(shí)差不能超過0.5 ms。

為保證實(shí)際檢測結(jié)果的可靠性，所有水下檢測儀器都必須處在檢定及校準(zhǔn)的有效期之內(nèi)，且檢測精度必須符合相關(guān)要求。另外，檢測設(shè)備還應(yīng)兼顧良好便捷性及精度，必須滿足實(shí)際的檢測工作要求，使檢測結(jié)果真實(shí)反映出檢測對象實(shí)際情況。

2.3 檢測時(shí)間與頻次

對于沉管隧道工程，具有建設(shè)時(shí)間較緊、任務(wù)繁重和施工窗口期相對較短等特點(diǎn)。對于工程的建設(shè)方，應(yīng)積極配合檢測單位開展水下檢測工作，對檢測時(shí)間進(jìn)行合理安排，盡可能減小后避免對正常施工造成的影響。當(dāng)對基槽地形進(jìn)行檢測時(shí)，不僅要保證地形開挖精度，而且還要以具體的需要為依據(jù)對試挖機(jī)粗挖進(jìn)行地形檢測。如果基槽的回淤泥較大，則基槽地形檢測和下一個(gè)工序之間的時(shí)間間隔應(yīng)盡可能縮短。對于相關(guān)技術(shù)規(guī)范提出的檢測頻率要求，只是檢測結(jié)果達(dá)到合格對應(yīng)的檢測次數(shù)，如果檢測結(jié)果不合格，則應(yīng)適當(dāng)增加一定的檢測頻率，以及管節(jié)浮運(yùn)進(jìn)入待安裝區(qū)域超過5 d之前的檢測次數(shù)。

2.4 檢測成果

檢測單位完成預(yù)期的檢測任務(wù)后，應(yīng)盡快向相關(guān)單位及部門提供檢測數(shù)據(jù)成果。對于檢測成果，實(shí)際上就是檢測過程中產(chǎn)生的各類資料，包括影像、數(shù)據(jù)與圖集。以水下地形檢測為例，其檢測圖集除了要包含地形的等高線，還應(yīng)編制地形三維圖；此外，對于比較特殊的地形，如基槽等，還應(yīng)繪制橫斷面圖，斷面之間的距離應(yīng)控制在20 m以內(nèi)。

對于水下錄像報(bào)告，必須包含影像資料，同時(shí)要在報(bào)告當(dāng)中提出異常、特殊及關(guān)鍵部位的影像，若需要完成水下量測，還應(yīng)提供相應(yīng)的量測影像。在基槽的灌砂檢測過程中，需要提供灌砂的密實(shí)度及充盈度報(bào)告。由于施工時(shí)間緊迫等方面的原因，檢測單位不能在工程的施工窗口期形成并提供相關(guān)檢測報(bào)告，則應(yīng)做好初步報(bào)告的編制與提供。對于初步報(bào)告，需要對檢測對象能否達(dá)到要求開展初步判定，將其作為后續(xù)施工作業(yè)的重要依據(jù)。

3 結(jié) 語

綜上所述，沉管隧道工程的水下檢測工作涉及到包含建設(shè)、設(shè)計(jì)、勘察和施工等在內(nèi)的每個(gè)參與方，各方都必須嚴(yán)格遵守。標(biāo)準(zhǔn)其規(guī)范的水下檢測工作能為沉管隧道建設(shè)及未來發(fā)展帶來很大促進(jìn)作用。通過對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)行，能有效提高工程建設(shè)水平，提高工程抵抗各類災(zāi)害的能力，減少或避免各類事故的發(fā)生。通過對內(nèi)河沉管隧道水下檢查技術(shù)規(guī)范的合理應(yīng)用，無論是對規(guī)范整個(gè)工程的施工，還是保證工程建設(shè)質(zhì)量及安全，都有著十分重要的作用與意義。