上海市中小河道疏浚質量檢測方法應用與探討

陳云蘭，張賢杰

（1.上海陳政市政工程有限公司，上海市201900；2.上海怡博市政水利工程有限公司，上海市201900)

0 引言

近幾年，上海市政府實施了一大批水利工程，在持續保障城鄉防汛安全、改善水環境面貌、服務現代農業發展等方面取得了顯著成效。但農村河道水環境質量尚不穩定，治理任務仍很艱巨，郊區骨干河道、區縣界河整治相對滯后。農田水利設施管護機制不完善，部分菜田排澇不暢，建設標準有待提高。

因此，中小河道輪疏成為一項公益事業在全市各區（縣）展開。為了向市級政府部門的績效考核工作提供技術支持、為政府部門管理提供決策依據，需明確職能部門或委托具有相應資質的中介機構對輪疏工作進行全過程質量監控，確保中小河道輪疏質量。

1 技術方案設計

1.1 平面控制測量

優先采用上海市SHCORS系統。目前上海市已經建立高精度CORS網，其VRS技術平面精度達±3 cm，能夠滿足河道檢測平面控制測量的精度要求。

其次，在GNSS信號差的河段，采用上海市SHCORS系統配合三級導線測量。當GNSS信號差且河道長度小于700 m時，采用上海市SHCORS系統配合支導線測量。

1.2 高程控制測量

優先采用上海市SHCORS系統。目前上海市已經建立高精度CORS網，其VRS技術平面精度達±5 cm，能夠滿足河道檢測高程控制測量的精度要求。

當在GNSS信號差的河段，采用上海市SHCORS系統配合三角高程測量。若檢測河段無GNSS信號時，從上海測繪院購買附近高程點作為起算點，按四等水準測量要求引測高程點，作為河道疏浚檢測的高程起算點。

1.3 河道橫斷面選定

上海市中小河道疏浚工作涉及整個上海郊區鎮村級河道，類型數量眾多。檢測時既要考慮到河道形態不同、長度不一等特點，又要結合實際工作量情況開展檢測。

為此，在河道橫斷面選定方面按兩種情況掌握：一是河道長度小于300 m的，檢測橫斷面數量不少于2個；二是河道長度300 m以上的按150 m間隔布設橫斷面且總斷面數不少于3個。河道橫斷面盡量布設在能反映河道整體情況處，且均應垂直于河道中心線。

1.4 定位測量

由于上海市中小河道寬度一般在5～30 m，定位測量采用上海市VRS技術和斷面索法相結合。GPS選用美國Trimble R8型GPS，其動態測量水平精度為±10 mm+1 ppm，動態測量垂直精度為±20 mm+1 ppm，初始化時間一般少于10 s，初始化可靠性大于99.9%。斷面索采用50 m長并具有1 m標記的專用繩具。

1.5 水深測量

測深采用具有mm刻畫的雙面塔尺，長度為5m（5節可伸縮），材質為寬面鋁合金（材質較輕，減小自重影響，保證塔尺不至于插入淤泥層中）。

測量時，使寬面鋁合金塔尺在檢測部位自水面起豎直做自由落體，測量該處的水深值，并進行人工記錄。

1.6 水位測量

為了測量河道橫斷面點的高程，需同步觀測水面瞬時高程，優先采用上海市SHCORS系統進行水面高程測量。

當GPS信號差時需布設驗潮點觀測水面高程；驗潮點高程采用五等水準聯測。

水位讀記至1 mm。

1.7 測量船只的選擇

因被疏浚的河道為鎮村級中小河道，許多河道不通航，甚至有些河道在村莊內部，水系不相通。而許多河道又是挖泥船疏浚，水深在0～3 m左右，又是帶水檢測，給測量工作帶來一定困難。

為此，筆者選定可充氣、可拆卸的橡皮中艇作為測量船只。該測量船為加厚橡皮制作，長約2 m，寬約1 m，可乘坐4～6人，重約50 kg，既克服了大型船只無法駛入或因吃水深而無法靠岸的困難，又便于攜帶和拉抬。

2 檢測數據處理與存在問題

2.1 河道橫斷面圖繪制

采用南方CASS里程文件繪制斷面圖，比例尺選定為1∶100，點間距為1 m。在“斷面圖比例”選項中，橫向和縱向均為1∶100；在“距離標注”選項中，選擇數字標注；在“方格線間隔”選項中，去掉勾。

每個斷面圖下方標注斷面名稱，斷面名稱按“河道名+自然數1,2,3…”編號。同一條河道從小編號至大編號左側為斷面圖起點、右側為斷面圖終點，河道中心線在斷面圖上表示清楚。河道橫斷面圖用虛線表示出河道斷面設計線。

按照“四舍五入，奇入偶舍”原則，斷面起點距小數點后保留1位小數，斷面高程值小數點后保留2位小數。

同時，按河道繪制斷面分布圖，斷面分布圖要清晰標明斷面編號、左右方向、河道名稱、橫斷面線、河道中心線、河道邊線等。

2.2 測量成果對比分析

2.2.1 土方量計算比對

土方量計算采用平均斷面積法，既根據河道的實測橫斷面圖，求出斷面面積，并計算相鄰兩斷面面積平均值，乘以斷面間距，即得相鄰兩斷面間的土方量。每一斷面面積計算后均應校核計算一次，兩次計算值的誤差應在5%以內，否則應重新計算。

2.2.2 河道要素參數比對

每條河道外業測量完成后，除繪制每條河道的河道橫斷面圖外，還要統計計算以下河道要素參數：長度、河底高程、河底寬、邊坡等。然后和設計參數進行對比分析。

2.2.3 數據分析與評價

選定最新的上海市工程建設規范DG/TJ 08-90-2014，《水利工程施工質量檢驗與評定標準》中相應章節條款，結合委托方要求，對被檢測河道數據進行分析，并作出相應評價。

3 試驗精度與實施效果

3.1 試驗精度

為保證技術方案可行性及測量精度，筆者在項目開展前采用不同方法（塔尺和測深儀）進行對比驗證。為達到真實模擬效果，現場選取一條有一定厚度淤泥的小河道，并抽檢橫斷面4條，塔尺和測深儀對比水深數據67組，然后進行差值對比計算，得出差值的最大值為0.19 m，最小值為0.0 m，平均值為0.04 m，滿足規范要求的不大于0.1 m的限差要求（詳見表1）。

同時，筆者對抽檢斷面水深數據作了進一步分析，根據該河道水深較淺的實際情況，按水深1～2 m和2 m以上進行分類（詳見表2）。

由表2可知，河道水深在1～2 m處的對比數據差值較小，平均值為2 cm；水深2 m以上的對比數據差值較大，平均值為5 cm。

另外，值得說明的是，測深儀具有工作盲區，一般測深儀標定為0.5 m，有些儀器在1 m水深時測量數據就會失真。對于水深在0～3 m左右的中小河道來說，測深儀適用性不高。

3.2 實施效果

通過近2 a上海市中小河道疏浚工作的開展，采用文中所述方法，共檢測河道250余條，檢測河道長度逾200 km，涉及上海市閔行、浦東、松江等10余個郊區縣。建設方、施工方及政府管理部門普遍認為該技術方案完備可行，具有較強的可操作性，且檢測精度滿足規范和管理要求。

4 結語

（1）上海市SHCORS系統的應用，省去了控制測量作業時間，節約了項目成本，大大提高了整體工作效率。

（2）GNSS和斷面索法相結合，既克服斷面索法精度低，又克服了GNSS在測量船上導航偏差大的問題。

（3）南方CASS專業繪圖軟件的應用，使批量繪制斷面圖成為可能，且格式統一，便于員工掌握和推廣。

表1 抽檢斷面水深測量數據對比統計表（單位：m）

表2 不同水深處抽檢數據對比統計表

（4）橡皮中艇的選擇，既方便了中小河道疏浚工作的野外作業，又提高了工作效率。

（5）塔尺代替普通測深桿，使水深讀數更加精確。該塔尺材質較輕且底端有一定接觸面積，防止其陷入淤泥，影響測量精度。實踐證明，其效果良好。