甘劍豐

（江西省贛西航道事務(wù)中心，江西 宜春 336000）

0 引言

目前，從我國(guó)交通運(yùn)輸體系建設(shè)情況來(lái)看，航道工程起到了重要的作用。處于長(zhǎng)時(shí)間使用狀態(tài)下的航道，出現(xiàn)淤泥堵塞是必然現(xiàn)象，在一定程度上影響著航道的運(yùn)行能力。因此，做好水下疏浚工作非常必要。為了更好地了解航道疏浚工程的質(zhì)量情況，應(yīng)重視竣工驗(yàn)收工作。如何在竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)正確應(yīng)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問(wèn)題。

1 航道疏浚工程的基本內(nèi)容及竣工驗(yàn)收的數(shù)字化測(cè)量特點(diǎn)

1.1 航道疏浚工程的基本內(nèi)容

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，推動(dòng)著我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)向前發(fā)展。其中，水上航道工程項(xiàng)目建設(shè)作為構(gòu)建現(xiàn)代化交通運(yùn)輸體系的重要組成部分，對(duì)確保在使用周期內(nèi)航道運(yùn)行順暢，起到非常關(guān)鍵的作用。淤泥堵塞是阻礙航道暢通運(yùn)行的主要因素之一，需定期開(kāi)展疏浚清渣工作，開(kāi)挖航道區(qū)域內(nèi)的水下土方，將堵塞的淤泥清除干凈，使航道上的船舶安全穩(wěn)定航行，保證航道的運(yùn)行能力。

在通常情況下，竣工完成后的航道疏浚工程，為保證其工程質(zhì)量，要求在工程交付前，落實(shí)竣工驗(yàn)收工作。目的是確認(rèn)疏浚后的航道是否與設(shè)計(jì)要求相吻合，真實(shí)反映航道疏浚工程的質(zhì)量情況。清淤土方量、清淤程度以及底高程等各項(xiàng)指標(biāo)均是檢測(cè)航道疏浚工程質(zhì)量的關(guān)鍵要素，只有各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，方可同意工程竣工。

1.2 航道疏浚工程竣工驗(yàn)收的數(shù)字化測(cè)量特點(diǎn)

在航道疏浚工程竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)應(yīng)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，測(cè)量?jī)?nèi)容主要包括外業(yè)測(cè)量、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理以及航道竣工驗(yàn)收斷面圖繪制三個(gè)部分?；趪?guó)家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將三個(gè)部分所測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，作為判斷航道疏浚工程質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的參考依據(jù)。相較于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)由計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多個(gè)先進(jìn)技術(shù)集合而成。在集成技術(shù)支持下，應(yīng)用在航道疏浚工程竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)，有利于提高測(cè)量工作的效率，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，其中數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)的建立，為高質(zhì)量開(kāi)展航道疏浚工程竣工的驗(yàn)收工作，提供了極大的便利。數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)具有多功能性、速度快、高可靠性等特點(diǎn)，可滿足多種數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換要求，可連接多種類型測(cè)量?jī)x器設(shè)備，有效保障了數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在航道疏浚工程竣工驗(yàn)收中的應(yīng)用效果。

2 航道疏浚工程竣工驗(yàn)收的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測(cè)量流程

竣工驗(yàn)收是航道疏浚工程建設(shè)的最后一個(gè)階段，同時(shí)也是了解與掌握航道疏浚工程質(zhì)量實(shí)際情況的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中，數(shù)字化測(cè)量方法是現(xiàn)階段常被應(yīng)用于航道疏浚工程竣工驗(yàn)收中的高效率的技術(shù)手段。由于航道疏浚工程的特殊性，在實(shí)際應(yīng)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)過(guò)程中，涉及多個(gè)方面內(nèi)容，因而數(shù)字化測(cè)量是一項(xiàng)具有較強(qiáng)綜合性與系統(tǒng)性的作業(yè)任務(wù)，主要由外業(yè)測(cè)量和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理等幾項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)組成。

在采集外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)過(guò)程中，要求測(cè)量和采集與岸線地形、地下水地形相關(guān)的數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)量和采集完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，在此基礎(chǔ)上生成可輔助繪制斷面的剖面圖、平面圖的相應(yīng)斷面里程文件。在繪制航道外業(yè)草圖時(shí)，則會(huì)涉及CASS 等相關(guān)軟件的利用，以此來(lái)達(dá)到全面呈現(xiàn)航道岸線地形圖的測(cè)量目的。

在航道疏浚工程竣工驗(yàn)收階段，應(yīng)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的具體流程：一是先進(jìn)行控制點(diǎn)測(cè)量，再依次進(jìn)行陸上地形與水深測(cè)量；二是收集與整合上一環(huán)節(jié)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，利用相關(guān)軟件完成航道平面地形圖的繪制；三是設(shè)計(jì)與確定航道中心線和各項(xiàng)參數(shù)，獲得航道平面圖；四是系統(tǒng)將自動(dòng)生成航道斷面圖與土方工程量計(jì)算表。

2.2 航道岸線地形的數(shù)字化測(cè)量

首先，測(cè)量控制點(diǎn)。測(cè)量需要先確認(rèn)被測(cè)區(qū)域附近是否存在控制點(diǎn)，若無(wú)控制點(diǎn)存在，可選擇自定義坐標(biāo)系，要求必須存在兩個(gè)及以上已知控制點(diǎn)才可進(jìn)行測(cè)量，為后期求取參數(shù)提供便利。

其次，在實(shí)際測(cè)量航道岸線地形過(guò)程中，主要測(cè)量航道岸線地形與航道水形相關(guān)數(shù)據(jù)，其中航道側(cè)岸形是航道疏浚環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵的部位，對(duì)整個(gè)航道通航能力與管理工作有直接的影響。在已知地形條件基礎(chǔ)上，開(kāi)展航道岸線地形的設(shè)計(jì)工作。一般情況下，待航道疏浚工程竣工后，此時(shí)航道岸形與原有岸形將產(chǎn)生較大變化。因此，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，可應(yīng)用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)監(jiān)督航道岸線地形變化，同時(shí)利用配套測(cè)量?jī)x器輔助相關(guān)測(cè)量工作；為了進(jìn)一步提高數(shù)字化測(cè)量效率，測(cè)量人員可結(jié)合目前被測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況，對(duì)照原始工程測(cè)量圖紙，更加精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)換坐標(biāo)以及參數(shù)計(jì)算。為避免出現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度缺失，要求對(duì)相鄰控制點(diǎn)之間的距離進(jìn)行控制，減少在航道岸線地形數(shù)字化測(cè)量過(guò)程中不必要問(wèn)題的發(fā)生。

最后，將被測(cè)區(qū)域內(nèi)施工前后的航道疏浚工程地形圖進(jìn)行對(duì)比分析，確認(rèn)位于航道兩側(cè)的堤壩、土圍等是否產(chǎn)生較大變化。對(duì)比分析可以幫助測(cè)量人員省去不必要的測(cè)量環(huán)節(jié)，減輕工作負(fù)擔(dān)。但在此環(huán)節(jié)，測(cè)量人員需要做好坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換，因航道疏浚工程在施工前后極有可能使用兩種不同類型的平面坐標(biāo)系，精準(zhǔn)計(jì)算坐標(biāo)參數(shù)非常關(guān)鍵，便于高效率校對(duì)被測(cè)區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)，從根本上保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 水下地形的數(shù)字化測(cè)量

水下地形是航道疏浚工程竣工驗(yàn)收工作時(shí)一個(gè)極為重要的測(cè)量環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)被測(cè)區(qū)域的水下地形進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量，充分了解和掌握航道的水下地形，確認(rèn)該航道經(jīng)過(guò)疏浚后，水下地形是否產(chǎn)生變化，是否有影響航道運(yùn)行能力的因素。在實(shí)際水下地形測(cè)量過(guò)程中，將測(cè)深儀器與RTK 相結(jié)合，利用RTK 對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行定位，測(cè)量點(diǎn)位置確定后，在測(cè)深儀器設(shè)備的支持下，完成實(shí)際水深的測(cè)量任務(wù)。測(cè)量人員必須在測(cè)量水深前期，結(jié)合測(cè)量點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)和測(cè)深儀器的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列計(jì)算獲得水下高程的測(cè)量結(jié)果，再導(dǎo)入相應(yīng)軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，最終獲得所需數(shù)據(jù)。另外，在實(shí)際測(cè)量水下地形時(shí)，也要注意斷面的布置，要求每間隔20m 布置一項(xiàng)斷面，每項(xiàng)斷面上間隔2m 布置一個(gè)水深點(diǎn)。采用這種方式有利于確保測(cè)量點(diǎn)均勻分布，并能夠提升水下地形測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.4 航道平面地形圖的繪制

在繪制航道平面地形圖時(shí)，將上述各個(gè)環(huán)節(jié)所測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入CASS，由CASS 負(fù)責(zé)繪制航道平面地形圖。將航道中心線設(shè)置為航道疏浚工程竣工圖的縱斷面線，其中外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)在CASS 中自動(dòng)生成相關(guān)里程文件，并在此基礎(chǔ)上完成航道斷面的平面圖與剖面圖繪制，為開(kāi)展航道疏浚工程竣工驗(yàn)收工作提供參考依據(jù)。

2.4.1 里程文件生成。沿著航道中心線，自縱向起每間隔20m 繪制一張航道斷面圖，其中航道斷面圖的各項(xiàng)參數(shù)需要根據(jù)航道實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，若發(fā)現(xiàn)存在較大偏差的參數(shù)，則需要利用數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行修正。

2.4.2 航道斷面平面圖生成。CASS 中所導(dǎo)入的高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)里程文件，同時(shí)也會(huì)生成另一種數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件中的信息表示均為坐標(biāo)點(diǎn)、測(cè)深點(diǎn)、航道斷面號(hào)碼等。利用該數(shù)據(jù)文件可直接獲得航道各斷面的平面圖。某地區(qū)航道疏浚工程竣工驗(yàn)收中航道斷面平面圖，如圖1 所示。

圖1 某地區(qū)航道疏浚工程竣工驗(yàn)收中航道斷面平面圖

2.4.3 航道斷面剖面圖生成。在CASS 中選擇已經(jīng)生成完畢的里程文件，將相關(guān)參數(shù)在縱斷面參數(shù)設(shè)置中進(jìn)行填寫(xiě)，如斷面圖橫縱向比例、斷面圖位置等參數(shù)；待參數(shù)設(shè)置結(jié)束后，在所生成的里程文件基礎(chǔ)上，完成航道每一斷面的剖面圖繪制；將設(shè)計(jì)斷面線、底程高在斷面的剖面圖上進(jìn)行標(biāo)注，確認(rèn)疏浚后的航道是否與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求相一致。某地區(qū)航道疏浚工程竣工驗(yàn)收中航道斷面剖面圖，如圖2 所示。

圖2 某地區(qū)航道疏浚工程竣工驗(yàn)收中航道斷面剖面圖

另外，數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)也提供自動(dòng)對(duì)比功能服務(wù)，可將繪制完成的航道斷面的平面圖與剖面圖轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的電腦上，利用相關(guān)軟件進(jìn)行操作，可同屏顯示水深測(cè)量、航道斷面的平面圖、剖面圖，經(jīng)過(guò)自動(dòng)匹配與疊加，即可完成對(duì)比分析，了解與掌握航道疏浚工程的質(zhì)量情況，確認(rèn)是否存在質(zhì)量缺陷。數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用，有效提高測(cè)量效率的同時(shí)，也能更加準(zhǔn)確地反映航道疏浚工程的質(zhì)量。

2.5 航道疏浚工程竣工驗(yàn)收測(cè)量的注意事項(xiàng)

為了確保數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在航道疏浚工程竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)中的應(yīng)用效果，并提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在實(shí)際竣工驗(yàn)收測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)事項(xiàng)：

2.5.1 測(cè)量定位。通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段航道疏浚工程竣工驗(yàn)收測(cè)量情況調(diào)研與分析，普遍采用RTK 對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行定位。要求負(fù)責(zé)測(cè)量工作的人員，必須在定位測(cè)量點(diǎn)時(shí)，可以熟練使用各種參數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算公式，確保坐標(biāo)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確。例如，當(dāng)全球定位系統(tǒng)接收顯示的坐標(biāo)信息為1984 世界大地測(cè)量系統(tǒng)，向1954 北京坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，要求被測(cè)量區(qū)域附近必須存在一定數(shù)量的已知控制點(diǎn)?；趪?guó)家現(xiàn)行規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)，確保坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換的合理性、準(zhǔn)確性。同時(shí)，測(cè)量人員也要熟練掌握定位儀器設(shè)備，便于更好地控制定位誤差，進(jìn)而滿足數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用要求。

2.5.2 水深測(cè)量。在開(kāi)展水深測(cè)量工作過(guò)程中，需要在RTK 與測(cè)深儀器二者配合下完成。此環(huán)節(jié)必須要保證RTK 與測(cè)深儀器在使用時(shí)保持同步，其中負(fù)責(zé)測(cè)量水深工作的船只速度不宜過(guò)快，盡可能不超過(guò)15km/h。船速過(guò)快極易導(dǎo)致船頭抬高，對(duì)實(shí)際水深測(cè)量帶來(lái)影響，難以保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。除此之外，在測(cè)量水深時(shí)，也要做好測(cè)深儀器的使用調(diào)試，以及后續(xù)維護(hù)檢查工作，確保測(cè)深儀器的各項(xiàng)設(shè)置準(zhǔn)確，防止因測(cè)深儀器精度不夠，而對(duì)水深測(cè)量結(jié)果造成影響，從根源上控制數(shù)據(jù)誤差。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，航道在我國(guó)現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系建設(shè)中起到了關(guān)鍵性作用，其中疏浚工作作為航道運(yùn)行管理的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)航道通行能力有著極大影響。為了更好地保證航道疏浚工程的質(zhì)量，應(yīng)提升對(duì)工程竣工階段質(zhì)量驗(yàn)收的重視程度。根據(jù)具體的驗(yàn)收要求，合理選擇數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提升測(cè)量工作的效率與質(zhì)量，真實(shí)反映航道疏浚工程的質(zhì)量，保障航道的通行水平。