红水河双线特大桥31#主墩水下地形测量

2013-11-12欧燕强

铁道运营技术 2013年3期

欧燕强

（南宁铁路局南宁工务段，工程师，广西南宁 530001）

桥梁水下墩桩基及承台施工工艺复杂，难度大，了解掌握河床底部地形情况是关键，只有采用高科技水下地形测绘技术准确了解河床底部地形，才能准确制定桥梁水下墩桩基及承台施工的最佳方案，确保施工安全、高效、节能。

1 工程概述

红水河双线特大桥位于湘桂线柳州至南宁段LN-2标段第一项目部施工段，跨越来宾市红水河，桥型布置为预应力整孔箱梁（29 m×32 m）+连续梁（80 m+144 m+80 m）+预应力整孔箱梁（30 m×32 m），桥长2 250.728 m，是湘桂铁路扩改工程的关键性控制工程。红水河双线特大桥31#墩为连续梁主墩，位于红水河航道中，承台位置与河岸有27 m 的高差；与既有湘桂铁路跨红水河斜拉桥相邻，承台中心位置距既有铁路桥平面距离仅为28 m。承台位于红水河河床上，河床为顺、横桥向双向倾斜，坡度较大。河床没有覆盖层。31#墩基础平面布置见图1所示。

图1 31#墩基础平面图

2 测量方案总体说明

由于红水河水流湍急、水深最深处达30 m 以上，传统的测量方法无法满足精度要求，为此项目部决定采用测深仪结合GPS RTK 进行高精度的水深测量，首先利用GPS RTK 对承台的中点，角点进行放样，其中岸上部分用喷漆喷出承台的轮廓线。对承台周围进行分区，分为11 条测量线，分别测量出11条测量线的基岩表面高程，其中岸上部分用水准仪测量，水下部分用灵舟SDE-28 水深测深仪结合GPS 测量，并用CASS 软件生成河床岩面高程断面图。31#墩基础测量线平面布置如图2所示。

图2 31#墩基础测量线平面图

3 测深仪具体连接操作

3.1 数字测深仪安装首先安装、固定换能器，固定换能器位置最好选择在船体的中部（见图3 所示），这样可以减少行驶时船首推出的浪涌的影响和干扰。使用船速快的测量船测量时测深杆必须增加前后拉绳进行加固，因为考虑到水流带来的拖力。海上测量时换能器吃水要放深一点，船速越快换能器吃水就要相对放深，一般来说海上作业时换能器吃水在1.2～1.4 m最好，内河中也要保证大于0.5 m，在浪涌较大的海况下测量，换能器吃水必须加深，避免浪涌的影响造成假水深过多，安装时测深杆一定要保持垂直，要加固和防止探头松脱掉入水中或者电缆线的扯断。

图3 换能器安装图

固定换能器的方法很多，同时也因船而异，但必须以牢固、安全为前提。小船的固定方法是采用绑定测深杆加拉绳兜底加固，大船的固定方法是采用固定测深杆加前后拉绳和兜底拉绳固定，海测专用测量船则采用侧挂方法，船舷旁装有固定的挂架插口，使用专配或特制的挂架固定测深杆，安装时只需将测深杆挂架垂直插入挂架插口固定并拉紧前后拉绳即可。总之，各自可在使用中选择既安全又快捷的安装方法。连接好换能器后，接上电源（定位系统和外围设备），可以使用12 V直流稳压电源，或直接接220 V市电，但是必须使用对应的电源电缆，测深仪即安装好。

图4 测量参数菜单

3.2 测量参数设置在测量参数菜单（见图4）选择“设置”-＞“测量参数”，进入到测量参数设置界面，如图5所示。

图5 测量参数设置界界面

设置参数要点：

1）吃水—指换能器吃水深度的量取要从水线至换能器的底部，量取的这个值就是吃水深度值，也就是要设定的换能器吃水值。

2）声速—在不同的季节和不同的水域（包括不同的水温）声速都会有差别，淡水和海水的声速也有差别，所以要求每次测量前都必须校对或检查测深仪〔1〕。校对测深仪的方法很多，但常用的主要方法有2种：一是采用打测试板的方法来校对，从不同的深度的校对中找出误差值然后进行声速调整，把误差消除到最小。二是采用声速剖面仪对测量现场水域进行声速测定，声速仪在测定水中声速的同时也对水深进行测定，并根据测定区域的水温、水深计算出声速值供现场采用，而所测的这个声速值就是测深仪需要的声速值，另外还有一种比较古老的方法就是打水砣比对，现在已很少采用了，因为水下底质不同误差也就不同，深度读数误差较大也很难掌握。

3）测量周期—指测深仪发射脉冲的周期，一般浅水水域的测量设定值在0.2～0.5 之间，深水可适当加大。

4）初始水深—指标尺的初始水深，设定值要根据当地水深实际情况来设置，测深仪参数菜单见图6 所示。如测量的水域的水深在20 m 以下，则可以设置成20 m。