《水运工程测量规范》修订要点与应用解析

    《规范》第八章水深测量

    关键词：水运工程测量规范,修订要点,应用,道路桥梁工程技术论文
 

    8.1.1此条增加了检查高程控制点的要求，这主要是考虑到RTK三维定位技术的应用。过去传统水深测量只检查水尺零点和基准面即可，而现在则需检查高程控制点，检查基准站的点位和高程能否满足RTK三维水深测量精度要求。

    8.1.2由于测深仪的模拟记录对于水深测量成果质量具有可视性监督作用，对可疑数字信号可进行模拟回放检查，因此该条仍采用了“应”这一程度用语。在水底树林和杂草丛生水域，由于回声信号干扰严重，这里作了“不宜使用回声测深仪”的规定；至于对淤泥质港口回淤较严重的水域所使用的测深仪器未作具体规定，只给出了“应进行适航水深测量”的原则要求。

    8.1.3测深和定位系统的延时和测船姿态会造成测点的位移，特别是对内河及海底凹凸不平的水域影响更为明显，因此应进行事先测试和校正。对于RTK三维水深测量，虽然自动克服了测船姿态影响，但是系统延时的影响不能克服。所以除应按3.0.5条规定对仪器进行常规检验、校准外，仍然需要在测前、测后对系统延时进行现场测试和校准。

    8.2.2此条规定的测深线间距是按第3章表3.0.4的三大测量类别，分别针对不同的工程类别或阶段进行规定的，主要对原《规范》中相关测深线布设的表格进行了合并，并考虑了沿海和内河的不同要求。

    8.2.3此条规定是为了尽量多发现浅点或浅于设计深度的上偏差点及水下障碍物。关于测深线在图上长度的规定是为了测出完整的挖槽边坡和减少测船换线转头时船身横摇造成的测深误差，同时也可使测线经过非施工水域，为测深检查线提供可靠的对比水深。8.2.4此条测深检查线长度的规定是根据生产实践确定的，新开挖的人工水底地貌是不规则的，有时往往呈现锯齿形，甚至在1m～2m范围内的水深之差可达米级，这样的人工水底地貌是不能作为深度对比水域的。而对于施工前的水深测量，由于水底较平整，坡度变化较均匀，所以检查线可用纵向测深线代替。本次修订规定多波束测深检查线长度放宽到总测线长度的1%，是基于相邻扫测带重叠处的水深可用作检查线，作为水深不符值比对用。8.3.1测深前应先根据所用测图比例尺进行测深点间距的确定。

    8.4.1此条测深精度不仅取决于测深仪本身的精度，还取决于对仪器检查、比对的精度。沿海不同地点的含盐量和水温不同，所测仪器差也就不同，所以必须强调现场检查和比对。

    8.4.3和8.4.4这两条规定了换能器安装位置与动吃水的测定，对同一条船，安装位置不同，动吃水改正数也将不同。（改正数测定方法见附录L）

    8.4.5该条显示在测深纸上的相邻定位线间距与实地宽度之比，称为“显示比例”。本条规定1/4000的显示比例，主要考虑了疏浚工程水下挖泥机具（如耙头、绞刀等）的宽度。例如，耙宽为2m，折合在测深纸上的宽度约为0.5mm，若小于此比例，则对其不易分辨。提高测深纸上信号的分辨率，有助于发现水下障碍物及检查施工质量。对于有调节纸速装置的测深仪，可调整纸速达到此比例，无此装置的测深仪，只能靠降低船速来达到规定的显示比例。

    8.4.9本条增加了多波束测深系统测深的相关规定。

    关于多波束测深系统的校准问题，其目的是为了控制成果质量。对于固定安装的多波束，由于仪器设备是固定的，一般每年校准一次，但为了保证测绘成果质量，到一个新的工地后必须进行符合性检查；对于非固定安装的多波束测深系统或固定安装的设备移动过，由于仪器位置发生了变动，必须重新校准。若更换了系统中的硬件设备，也必须重新进行校准，必须保证测量时的换能器姿态与校准时相同，否则应重新进行校准。

    8.5.4.1为了削弱电离层延迟和对流层延迟的影响，RTK三维水深测量应使用双频GPS接收机。

    8.5.4.3RTK三维水深测量所应用的软件应既可以实时进行RTK水位改正而不输出水位值，又可以记录原始数据，事后提取水位值，以便比对（若有已知水位站，可与之比对），进行质量检查（依据水位曲线判断）。

    8.8.3第（2）项规定的理由是：当风浪较大，回波线呈现波浪状，自然水面的升降平均值应为回波信号（线）之中位线。但是由于测船较重，其上下升沉均产生惯性影响，受重力和浮力作用，下沉时的惯性力使船增加了一个下沉量，而升起时的惯性作用，与重力作用相反，使测船减少一个上升量。测船最高上升顶点不可能达到自然水面的上升最高顶点高度，同时还考虑到因船舶倾斜造成换能器声束偏斜，使水深偏深。因此，国际上一些国家规定在“测深纸的回波线上距波峰1/3波高处量取”。

    《规范》第九章变形测量

    确定变形点观测精度指标所考虑的基本原则是：

    根据设计施工要求，变形体的日平均位移量小于某一允许值，可取其1/5作为观测精度限值；

    根据设计施工要求，变形体的累计位移量小于某一允许值，可取其1/20作为观测精度限值。

    变形观测时，一般采用大地测量方法，其观测精度受到一定的限制。因此，在划分变形观测等级时，一方面应满足工程设计和施工的需要，另一方面各等级观测精度不能定得过高。

    9.1.3变形观测所关心的是各周期观测间变形点的位移量的大小，因此一般采用独立坐标系统和假定高程系，而且变形观测结果都是相对变化量，用独立的控制网更方便。

    9.1.4本条规定主要是因为观测条件、路线和方法不同，会引起人为误差，从而减弱各次成果的可比性。

    9.1.7新增的对内业处理的一般规定，日后码头的沉降位移观测数据应根据本条要求进行整理。

    9.1.8该条为强制性条款，在施工过程中应特别注意，同时在方案审查中，监理应特别提醒施工单位注意本条内容。

    9.2.1监测网由基准点、工作基点和变形观测点组成。

    由于变形观测的观测精度要求较高，而且变形区域一般不大，因此一个测区的变形监测网应一次性布设。为了提高经济效益，充分利用已有平面控制点，这次修订中明确了直接利用施工控制网点的限制规定。

    9.2.3.4在堆载预压、真空预压施工中，监理应建议检测单位按本条（3）内容进行施工。

    9.2.4该条变形观测点布设位置，一般都是指水工建筑物面层的前、后沿，伸缩隙两侧，防坡堤，围埝，护岸，护坡顶部、中部或临近水面处等。(可作为专项方案监理审查内容)9.2.5此条规定是为了减少水面和物体引起的多路径效应的影响。

    9.4.2此条规定了变形观测点的布设要求。水工建筑物应设置在墩式结构的四角、转角内侧、纵横轴线上、沉降或伸缩缝、码头的前后沿、不同基础或地基交结处或断面发生变化的两侧等。对远离岸边的水上建筑物采用GPS进行变形观测时，观测点应设置在水工建筑物顶部。

    9.4.6.2此条关于视准线离各种障碍物应有1m以上距离的规定，是为了减弱旁折光的影响。

    9.4.6.5此条关于基点和观测点应浇筑带强制对中装置的观测台或观测墩，墩面离地表1.2m以上，是为了减弱近地面大气湍流的影响，各观测台面或观测墩面力求基本位于同一高程面内，是为了减弱观测仪竖轴倾斜对观测值的影响。

    9.4.6.6此条是新增内容，是对视准线长度的要求。

    视准线的长度一般不应超过300m，否则需分段观测。分段观测要求先在中间工作基点上观测位移量，而后再分段观测各观测点的位移量，最后将各位移量化算到统一的基准下。

    9.4.7此条保留原《规范》内容，规定“采用DGPS法时，其观测技术要求应符合第4.4节的有关规定”。应考虑其适用范围，对于变形量大、需要及时监测、适时处理数据、施工速度较快的监测项目可采用RTK-DGPS进行，这样既能保证精度，又易于操作。

    9.5.8该条为新增项，关于观测点数目及临近江河的滑坡体与相关水位观测的规定，是因为临近江河的滑坡体的位移与水位变化会对邻近的滑坡体产生影响，因此要求在滑坡观测时观测邻近的水位。

    9.6本节对应原《规范》的“沉降观测”，主要考虑到原《规范》“沉和降”都是向下变形，而实际监测中往往会碰到变形点回弹或隆起，因此本规范采用了“垂直位移观测”

    这个概念。

    9.6.6本条中注明水文、气象等情况主要是利于后续对观测数据的分析。

    9.6.10为了确保电磁波测距三角高程测量可用于变形观测，并能满足相应的精度要求，特规定了采用电磁波测距三角高程测量的垂直角测回数、测距长度以及气象因素等的观测要求。

    9.8.3此条较原《规范》在表述上作了修改，规定了变形观测成果整理内容，要求其“除应符合第3.0.13条规定外”，尚应提交相关资料。其中(3)水平位移、垂直位移、倾斜度的有关曲线图等，这里的“等”字实际上还应包括滑坡滑动曲线图和其他有关资料；(5)中则少了“滑坡”。

    《规范》第十章施工测量

    10.1.1本条考虑到在港口扩建或新开大型工程项目中，往往工期较长，且会有多个单位先后施工，为了防止旧有的或早期建立的平面和高程控制网存在问题而继续给工程施工造成影响，要求承包人在施工前全面收集与工程有关的测量资料，并对旧有控制点进行必要的校核。10.1.5考虑到GPS坐标系统采用WGS84坐标系，其与施工用的坐标系相差甚大，，在施工定位中无法使用，必须换算到施工坐标系中，才能将施工坐标系中的构筑物放样到设计位置。同时也是为了便于施工放样和船舶自身自动定位，提高效率。

    10.1.6此条为新增项，因为RTK定位精度可满足四等及以下水准测量和厘米级的平面位置精度的需要，所以可用于水运工程水工建筑物施工定位。

    本条规定属于推荐性的，实际执行时，应根据施工定位精度要求来选择测量方法，而且要充分考虑测区三维控制点分布情况，确保放样质量。

    10.1.8新增对施工测量内业处理的一般规定。考虑到施工测量的大量工作是各工序、各环节的施工放样工作，施工放样的内外业资料包括施工测量方案、放样坐标计算及校核、放样仪器检验及校准、现场放样校对记录、阶段总结和施工测量技术报告等资料。这些资料的保存，有利于质量管理，有利于测量工作经验及测量技术总结。

    10.4.1、10.4.2和10.4.4都是关于导标或浮标的用途及测设方案的规定，引出了附录R的具体要求。虽然目前已有部分施工定位采用了DGPS差分定位系统，但导标、浮标在水运工程施工和船舶安全航行中仍然起着相当大的作用，也是施工测量的目视定向工具。

    10.6.1若用自带定位系统的打桩船进行沉桩时，监理应控制第一根桩定位，要用陆上仪器对船上定位系统进行比对校核，校核后偏差在规范允许范围内方可施打，并在以后沉桩过程中经常进行校核，保证沉桩坐标准确和满足精度。

    10.6.2此条水下基槽和水下抛石施工放样精度均由《水运工程质量检验标准》分析而来。由于离岸较远的水域用传统方法较难达到精度要求，所以本条对全站仪、RTK-GPS施工定位做了规定，来保证现行《水运工程质量检验标准》允许偏差的要求。

    10.6.3此条将原《规范》细平导轨标高的放样允许偏差由±10mm放宽到±30mm。鉴于《重力式码头设计与施工规范》中对水下基床整平分为极细平、细平，其高程允许偏差分别为±30mm、±50mm，对于大型构件底面尺寸大于等于30m2，其基床可不进行极细平。

    随着我国航运事业的发展，码头泊位逐步走向深水化，预制构件也随之增大，多数码头基床只进行细平就可以满足设计要求。根据《水运工程质量检验标准》关于水下基床细平允许偏差±50mm，通过测量误差分析，综合考虑水上作业、金属管尺制作等因素的影响，细平导轨标高的放样允许偏差为±30mm。

    10.6.4顺岸和突堤式沉箱或扶壁安装及沉箱墩式码头施工放样增加了全站仪极坐标法和RTK-DGPS放样方法，其他传统的放样方法没有变化。一般情况施工单位均利用RTK进行放样安装，主要控制项目有沉箱前沿线、沉箱前后沿标高、沉箱缝宽。

    10.7.4此条删除了原《规范》沉降杆位置和数量的规定，位置和数量依据吹填项目的特点和建设要求确定，本《规范》只规定测量的技术要求，是在总结以往经验的基础上，参考了国内外工程提出的技术要求而修订的。为了能连续反映沉降量，要求沉降观测精度比地形点高程测量精度高，因为沉降杆是固定的，而且视线长度可以控制，读数估读至5mm是可实现的，所以沉降杆高程测量精度可以提高到10mm。10.7.4.2项增加了对沉降观测间隔时间的要求。

    10.8.1此条规定“并应与码头工程的控制网进行联测”，以使码头和道堆控制网统一，便于码头与道堆的管线、结构顺接，对有皮带机连接的专业散货码头，更应加强联测工作并保持测量精度一致，保证设备和皮带机的精确对接安装。

    10.8.4此条规定了港口堆场放样应满足的具体要求，要注意本《规范》与《水运工程质量检验标准》中的不同，本《规范》更多强调地是放样允许偏差，而后者强调地是施工整体的允许偏差。

    10.9.5和10.9.6疏浚和航道整治交工测量一般以海测大队测图为准，监理工程师应提醒承包人在进行自检测量时，了解海测大队所用的测深仪类型和测量方法，自检测量时尽量与其一致，以免出现两者测图差别较大，影响交工验收。

    10.9.7.4水工建筑物交工测量报告为交工验收时的重要检查内容，监理应督促承包人认真做好此项工作，测量项目要全、报告数据要真实。有的建设单位会委托第三方进行交工专项测量，原则上承包人与第三方测量数据应基本一致。

    水工建筑物交工验收后，建设单位还应安排继续进行变形观测，直至观测数据充分证明建筑物稳定为止，在竣工验收时，交工后的变形观测资料同样是验收的重要检查内容。