上海市中小河道疏浚質(zhì)量檢測(cè)方法應(yīng)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(shí)施了一大批水利工程，在持續(xù)保障城鄉(xiāng)防汛安全、改善水環(huán)境面貌、服務(wù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展等方面取得了顯著成效。但農(nóng)村河道水環(huán)境質(zhì)量尚不穩(wěn)定，治理任務(wù)仍很艱巨，郊區(qū)骨干河道、區(qū)縣界河整治相對(duì)滯后。農(nóng)田水利設(shè)施管護(hù)機(jī)制不完善，部分菜田排澇不暢，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有待提高。

因此，中小河道輪疏成為一項(xiàng)公益事業(yè)在全市各區(qū)（縣）展開。為了向市級(jí)政府部門的績(jī)效考核工作提供技術(shù)支持、為政府部門管理提供決策依據(jù)，需明確職能部門或委托具有相應(yīng)資質(zhì)的中介機(jī)構(gòu)對(duì)輪疏工作進(jìn)行全過程質(zhì)量監(jiān)控，確保中小河道輪疏質(zhì)量。

1 技術(shù)方案設(shè)計(jì)

1.1 平面控制測(cè)量

優(yōu)先采用上海市SHCORS系統(tǒng)。目前上海市已經(jīng)建立高精度CORS網(wǎng)，其VRS技術(shù)平面精度達(dá)±3 cm，能夠滿足河道檢測(cè)平面控制測(cè)量的精度要求。

其次，在GNSS信號(hào)差的河段，采用上海市SHCORS系統(tǒng)配合三級(jí)導(dǎo)線測(cè)量。當(dāng)GNSS信號(hào)差且河道長(zhǎng)度小于700 m時(shí)，采用上海市SHCORS系統(tǒng)配合支導(dǎo)線測(cè)量。

1.2 高程控制測(cè)量

優(yōu)先采用上海市SHCORS系統(tǒng)。目前上海市已經(jīng)建立高精度CORS網(wǎng)，其VRS技術(shù)平面精度達(dá)±5 cm，能夠滿足河道檢測(cè)高程控制測(cè)量的精度要求。

當(dāng)在GNSS信號(hào)差的河段，采用上海市SHCORS系統(tǒng)配合三角高程測(cè)量。若檢測(cè)河段無GNSS信號(hào)時(shí)，從上海測(cè)繪院購(gòu)買附近高程點(diǎn)作為起算點(diǎn)，按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求引測(cè)高程點(diǎn)，作為河道疏浚檢測(cè)的高程起算點(diǎn)。

1.3 河道橫斷面選定

上海市中小河道疏浚工作涉及整個(gè)上海郊區(qū)鎮(zhèn)村級(jí)河道，類型數(shù)量眾多。檢測(cè)時(shí)既要考慮到河道形態(tài)不同、長(zhǎng)度不一等特點(diǎn)，又要結(jié)合實(shí)際工作量情況開展檢測(cè)。

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

1.4 定位測(cè)量

由于上海市中小河道寬度一般在5～30 m，定位測(cè)量采用上海市VRS技術(shù)和斷面索法相結(jié)合。GPS選用美國(guó)Trimble R8型GPS，其動(dòng)態(tài)測(cè)量水平精度為±10 mm+1 ppm，動(dòng)態(tài)測(cè)量垂直精度為±20 mm+1 ppm，初始化時(shí)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(zhǎng)并具有1 m標(biāo)記的專用繩具。

1.5 水深測(cè)量

測(cè)深采用具有mm刻畫的雙面塔尺，長(zhǎng)度為5m（5節(jié)可伸縮），材質(zhì)為寬面鋁合金（材質(zhì)較輕，減小自重影響，保證塔尺不至于插入淤泥層中）。

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

1.6 水位測(cè)量

為了測(cè)量河道橫斷面點(diǎn)的高程，需同步觀測(cè)水面瞬時(shí)高程，優(yōu)先采用上海市SHCORS系統(tǒng)進(jìn)行水面高程測(cè)量。

當(dāng)GPS信號(hào)差時(shí)需布設(shè)驗(yàn)潮點(diǎn)觀測(cè)水面高程；驗(yàn)潮點(diǎn)高程采用五等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。

水位讀記至1 mm。

1.7 測(cè)量船只的選擇

因被疏浚的河道為鎮(zhèn)村級(jí)中小河道，許多河道不通航，甚至有些河道在村莊內(nèi)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(cè)，給測(cè)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(cè)量船只。該測(cè)量船為加厚橡皮制作，長(zhǎng)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?cè)牖蛞虺运疃鵁o法靠岸的困難，又便于攜帶和拉抬。

2 檢測(cè)數(shù)據(jù)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(diǎn)間距為1 m。在“斷面圖比例”選項(xiàng)中，橫向和縱向均為1∶100；在“距離標(biāo)注”選項(xiàng)中，選擇數(shù)字標(biāo)注；在“方格線間隔”選項(xiàng)中，去掉勾。

每個(gè)斷面圖下方標(biāo)注斷面名稱，斷面名稱按“河道名+自然數(shù)1,2,3…”編號(hào)。同一條河道從小編號(hào)至大編號(hào)左側(cè)為斷面圖起點(diǎn)、右側(cè)為斷面圖終點(diǎn)，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(shè)計(jì)線。

按照“四舍五入，奇入偶舍”原則，斷面起點(diǎn)距小數(shù)點(diǎn)后保留1位小數(shù)，斷面高程值小數(shù)點(diǎn)后保留2位小數(shù)。

同時(shí)，按河道繪制斷面分布圖，斷面分布圖要清晰標(biāo)明斷面編號(hào)、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(cè)量成果對(duì)比分析

2.2.1 土方量計(jì)算比對(duì)

土方量計(jì)算采用平均斷面積法，既根據(jù)河道的實(shí)測(cè)橫斷面圖，求出斷面面積，并計(jì)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(jì)算后均應(yīng)校核計(jì)算一次，兩次計(jì)算值的誤差應(yīng)在5%以內(nèi)，否則應(yīng)重新計(jì)算。

2.2.2 河道要素參數(shù)比對(duì)

每條河道外業(yè)測(cè)量完成后，除繪制每條河道的河道橫斷面圖外，還要統(tǒng)計(jì)計(jì)算以下河道要素參數(shù)：長(zhǎng)度、河底高程、河底寬、邊坡等。然后和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。

2.2.3 數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)

選定最新的上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ 08-90-2014，《水利工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中相應(yīng)章節(jié)條款，結(jié)合委托方要求，對(duì)被檢測(cè)河道數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)評(píng)價(jià)。

3 試驗(yàn)精度與實(shí)施效果

3.1 試驗(yàn)精度

為保證技術(shù)方案可行性及測(cè)量精度，筆者在項(xiàng)目開展前采用不同方法（塔尺和測(cè)深儀）進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。為達(dá)到真實(shí)模擬效果，現(xiàn)場(chǎng)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(cè)深儀對(duì)比水深數(shù)據(jù)67組，然后進(jìn)行差值對(duì)比計(jì)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(guī)范要求的不大于0.1 m的限差要求（詳見表1）。

同時(shí)，筆者對(duì)抽檢斷面水深數(shù)據(jù)作了進(jìn)一步分析，根據(jù)該河道水深較淺的實(shí)際情況，按水深1～2 m和2 m以上進(jìn)行分類（詳見表2）。

由表2可知，河道水深在1～2 m處的對(duì)比數(shù)據(jù)差值較小，平均值為2 cm；水深2 m以上的對(duì)比數(shù)據(jù)差值較大，平均值為5 cm。

另外，值得說明的是，測(cè)深儀具有工作盲區(qū)，一般測(cè)深儀標(biāo)定為0.5 m，有些儀器在1 m水深時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)就會(huì)失真。對(duì)于水深在0～3 m左右的中小河道來說，測(cè)深儀適用性不高。

3.2 實(shí)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(cè)河道250余條，檢測(cè)河道長(zhǎng)度逾200 km，涉及上海市閔行、浦東、松江等10余個(gè)郊區(qū)縣。建設(shè)方、施工方及政府管理部門普遍認(rèn)為該技術(shù)方案完備可行，具有較強(qiáng)的可操作性，且檢測(cè)精度滿足規(guī)范和管理要求。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）上海市SHCORS系統(tǒng)的應(yīng)用，省去了控制測(cè)量作業(yè)時(shí)間，節(jié)約了項(xiàng)目成本，大大提高了整體工作效率。

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

（3）南方CASS專業(yè)繪圖軟件的應(yīng)用，使批量繪制斷面圖成為可能，且格式統(tǒng)一，便于員工掌握和推廣。

表1 抽檢斷面水深測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)表（單位：m）

表2 不同水深處抽檢數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)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(yè)，又提高了工作效率。

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