沉管法隧道水下檢測技術標準化分析

孟 剛，李 飛

(1.貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司，貴州 550014；2.貴州建養公路技術咨詢有限公司，貴州 貴陽 550014)

1 檢測項目

沉管隧道如果水下地形有欠挖現象存在，則容易產生安全事故，引起管節破壞等問題，對管節浮運沉放都造成影響。在沉放區進行水重度檢測，應達到準確且及時，在實際的管節下沉、水力壓接與穩定壓載過程中，對抗浮安全系數均提出了明確要求。由于水渾濁區域中水的重度容易導致浮力產生較大變化，混凝土單節管實際體積在3萬m3左右，如果水重度發生變化，則會使浮力產生很大的變化。沉管主要通過對管節中水箱內實際水量的調整來實現對管節下沉的有效控制。對沉管的沉放對接而言，水重度監測可謂至關重要，必須引起相關人員的高度重視。

對下檢測工作標準化，對檢測單位而言，應編制完善的檢測方案，對包含檢測依據、項目、范圍、方法、頻率等在內的各項內容均提出明確要求。在實際的檢測工作中，不可隨意更改檢測的范圍與頻率，另外對于檢測中發生的不可預知的問題，可結合實際情況及其發生的變化，對檢測項目及方法進行適當調整。

在所有檢測項目及內容當中，對工程安全及質量有較大影響的項目屬于必須進行檢測的項目，這些項目以外的項目及內容都可以根據現場實際條件確定。如果沉管的埋設深度較大，則需要檢測封門的應力情況，使封板受水壓持續作用后始終處于穩定的狀態。當對水下地形進行檢測的過程中，應提前做好檢測范圍的設計與規劃，避免檢測發生遺漏，使檢測實現全覆蓋。

2 檢測方法

2.1 檢測手段

檢測方法需要以具體的檢測項目為依據確定，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；對于浮運姿態檢測，可采用姿態實時檢測的方法；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進行全覆蓋掃測；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；若實際條件不允許，則可通過水下探摸來檢測。對水重度進行檢測時，可將原位取樣和分析天平重度兩種方法結合到一起。對浮運姿態及管節對接姿態進行的監測，可使用水位計、全站儀及傾斜儀等儀器進行，實現對姿態的動態顯示。對于基礎灌砂整個過程與結果進行的檢測，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進行。

水下檢測開始前，應先對儀器設備進行檢查與調試，所有儀器設備都要處在檢定及校準的有效期之內，且精度應切實滿足檢測相關要求。幾種常用儀器設備的技術要求為：(1)衛星定位系統，其精度應達到±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，其量程分辨率應達到1.25 cm；(4)姿態傳感器，其精度應達到以下要求：①航向±0.1°；②縱搖/橫搖0.01°；(5)聲速剖面儀，其精度應達到±0.025 m/s；(6)全站儀，其測角精度不能超過2″，測距精度應達到2 mm+2 ppm；(7)水下攝影電視，其水平方向分辨率應達到420線以上；(8)傾斜儀，其精度應達到±0.01°；(9)密度或分析天平，其精度應達到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%，且相位差應處在5%以內；(11)激發器，其記時信號延遲時差不能超過0.5 ms。

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

2.3 檢測時間與頻次

對于沉管隧道工程，具有建設時間較緊、任務繁重和施工窗口期相對較短等特點。對于工程的建設方，應積極配合檢測單位開展水下檢測工作，對檢測時間進行合理安排，盡可能減小后避免對正常施工造成的影響。當對基槽地形進行檢測時，不僅要保證地形開挖精度，而且還要以具體的需要為依據對試挖機粗挖進行地形檢測。如果基槽的回淤泥較大，則基槽地形檢測和下一個工序之間的時間間隔應盡可能縮短。對于相關技術規范提出的檢測頻率要求，只是檢測結果達到合格對應的檢測次數，如果檢測結果不合格，則應適當增加一定的檢測頻率，以及管節浮運進入待安裝區域超過5 d之前的檢測次數。

2.4 檢測成果

檢測單位完成預期的檢測任務后，應盡快向相關單位及部門提供檢測數據成果。對于檢測成果，實際上就是檢測過程中產生的各類資料，包括影像、數據與圖集。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，還應編制地形三維圖；此外，對于比較特殊的地形，如基槽等，還應繪制橫斷面圖，斷面之間的距離應控制在20 m以內。

對于水下錄像報告，必須包含影像資料，同時要在報告當中提出異常、特殊及關鍵部位的影像，若需要完成水下量測，還應提供相應的量測影像。在基槽的灌砂檢測過程中，需要提供灌砂的密實度及充盈度報告。由于施工時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檢測報告，則應做好初步報告的編制與提供。對于初步報告，需要對檢測對象能否達到要求開展初步判定，將其作為后續施工作業的重要依據。

3 結 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、設計、勘察和施工等在內的每個參與方，各方都必須嚴格遵守。標準其規范的水下檢測工作能為沉管隧道建設及未來發展帶來很大促進作用。通過對相關標準的嚴格執行，能有效提高工程建設水平，提高工程抵抗各類災害的能力，減少或避免各類事故的發生。通過對內河沉管隧道水下檢查技術規范的合理應用，無論是對規范整個工程的施工，還是保證工程建設質量及安全，都有著十分重要的作用與意義。