航道疏浚工程竣工驗收數字化測量技術研究

甘劍豐

（江西省贛西航道事務中心，江西 宜春 336000）

0 引言

目前，從我國交通運輸體系建設情況來看，航道工程起到了重要的作用。處于長時間使用狀態下的航道，出現淤泥堵塞是必然現象，在一定程度上影響著航道的運行能力。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量情況，應重視竣工驗收工作。如何在竣工驗收環節正確應用數字化測量技術，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 航道疏浚工程的基本內容及竣工驗收的數字化測量特點

1.1 航道疏浚工程的基本內容

經濟的不斷發展，推動著我國交通運輸行業向前發展。其中，水上航道工程項目建設作為構建現代化交通運輸體系的重要組成部分，對確保在使用周期內航道運行順暢，起到非常關鍵的作用。淤泥堵塞是阻礙航道暢通運行的主要因素之一，需定期開展疏浚清渣工作，開挖航道區域內的水下土方，將堵塞的淤泥清除干凈，使航道上的船舶安全穩定航行，保證航道的運行能力。

在通常情況下，竣工完成后的航道疏浚工程，為保證其工程質量，要求在工程交付前，落實竣工驗收工作。目的是確認疏浚后的航道是否與設計要求相吻合，真實反映航道疏浚工程的質量情況。清淤土方量、清淤程度以及底高程等各項指標均是檢測航道疏浚工程質量的關鍵要素，只有各項指標達到規定標準，方可同意工程竣工。

1.2 航道疏浚工程竣工驗收的數字化測量特點

在航道疏浚工程竣工驗收環節應用數字化測量技術，測量內容主要包括外業測量、內業數據處理以及航道竣工驗收斷面圖繪制三個部分。基于國家現行規范標準，將三個部分所測量的相關數據進行整理，作為判斷航道疏浚工程質量是否達到規定標準的參考依據。相較于傳統測量技術，數字化技術由計算機技術、通信技術等多個先進技術集合而成。在集成技術支持下，應用在航道疏浚工程竣工驗收環節，有利于提高測量工作的效率，保證測量數據的準確性，其中數字化測量系統的建立，為高質量開展航道疏浚工程竣工的驗收工作，提供了極大的便利。數字化測量系統具有多功能性、速度快、高可靠性等特點，可滿足多種數據格式的轉換要求，可連接多種類型測量儀器設備，有效保障了數字化測量技術在航道疏浚工程竣工驗收中的應用效果。

2 航道疏浚工程竣工驗收的數字化測量技術要點

2.1 測量流程

竣工驗收是航道疏浚工程建設的最后一個階段，同時也是了解與掌握航道疏浚工程質量實際情況的關鍵環節。其中，數字化測量方法是現階段常被應用于航道疏浚工程竣工驗收中的高效率的技術手段。由于航道疏浚工程的特殊性，在實際應用數字化測量技術過程中，涉及多個方面內容，因而數字化測量是一項具有較強綜合性與系統性的作業任務，主要由外業測量和內業數據處理等幾項關鍵環節組成。

在采集外業測量數據過程中，要求測量和采集與岸線地形、地下水地形相關的數據，并對測量和采集完成的數據進行整理，在此基礎上生成可輔助繪制斷面的剖面圖、平面圖的相應斷面里程文件。在繪制航道外業草圖時，則會涉及CASS 等相關軟件的利用，以此來達到全面呈現航道岸線地形圖的測量目的。

在航道疏浚工程竣工驗收階段，應用數字化測量技術的具體流程：一是先進行控制點測量，再依次進行陸上地形與水深測量；二是收集與整合上一環節所測量的數據，在此基礎上，利用相關軟件完成航道平面地形圖的繪制；三是設計與確定航道中心線和各項參數，獲得航道平面圖；四是系統將自動生成航道斷面圖與土方工程量計算表。

2.2 航道岸線地形的數字化測量

首先，測量控制點。測量需要先確認被測區域附近是否存在控制點，若無控制點存在，可選擇自定義坐標系，要求必須存在兩個及以上已知控制點才可進行測量，為后期求取參數提供便利。

其次，在實際測量航道岸線地形過程中，主要測量航道岸線地形與航道水形相關數據，其中航道側岸形是航道疏浚環節最為關鍵的部位，對整個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上，開展航道岸線地形的設計工作。一般情況下，待航道疏浚工程竣工后，此時航道岸形與原有岸形將產生較大變化。因此，在實際測量過程中，可應用實時動態技術監督航道岸線地形變化，同時利用配套測量儀器輔助相關測量工作；為了進一步提高數字化測量效率，測量人員可結合目前被測區域的實際情況，對照原始工程測量圖紙，更加精準地轉換坐標以及參數計算。為避免出現坐標轉換精度缺失，要求對相鄰控制點之間的距離進行控制，減少在航道岸線地形數字化測量過程中不必要問題的發生。

最后，將被測區域內施工前后的航道疏浚工程地形圖進行對比分析，確認位于航道兩側的堤壩、土圍等是否產生較大變化。對比分析可以幫助測量人員省去不必要的測量環節，減輕工作負擔。但在此環節，測量人員需要做好坐標參數轉換，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系，精準計算坐標參數非常關鍵，便于高效率校對被測區域內的控制點，從根本上保障測量結果的準確性。

2.3 水下地形的數字化測量

水下地形是航道疏浚工程竣工驗收工作時一個極為重要的測量環節。通過對被測區域的水下地形進行數字化測量，充分了解和掌握航道的水下地形，確認該航道經過疏浚后，水下地形是否產生變化，是否有影響航道運行能力的因素。在實際水下地形測量過程中，將測深儀器與RTK 相結合，利用RTK 對測量點進行定位，測量點位置確定后，在測深儀器設備的支持下，完成實際水深的測量任務。測量人員必須在測量水深前期，結合測量點的定位數據和測深儀器的測量數據，通過一系列計算獲得水下高程的測量結果，再導入相應軟件中進行數據轉換，最終獲得所需數據。另外，在實際測量水下地形時，也要注意斷面的布置，要求每間隔20m 布置一項斷面，每項斷面上間隔2m 布置一個水深點。采用這種方式有利于確保測量點均勻分布，并能夠提升水下地形測量數據準確性。

2.4 航道平面地形圖的繪制

在繪制航道平面地形圖時，將上述各個環節所測量的相關數據導入CASS，由CASS 負責繪制航道平面地形圖。將航道中心線設置為航道疏浚工程竣工圖的縱斷面線，其中外業測量數據在CASS 中自動生成相關里程文件，并在此基礎上完成航道斷面的平面圖與剖面圖繪制，為開展航道疏浚工程竣工驗收工作提供參考依據。

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參數需要根據航道實際情況進行設置，若發現存在較大偏差的參數，則需要利用數字化測量系統進行修正。

2.4.2 航道斷面平面圖生成。CASS 中所導入的高程點數據，生成對應里程文件，同時也會生成另一種數據文件，該數據文件中的信息表示均為坐標點、測深點、航道斷面號碼等。利用該數據文件可直接獲得航道各斷面的平面圖。某地區航道疏浚工程竣工驗收中航道斷面平面圖，如圖1 所示。

圖1 某地區航道疏浚工程竣工驗收中航道斷面平面圖

2.4.3 航道斷面剖面圖生成。在CASS 中選擇已經生成完畢的里程文件，將相關參數在縱斷面參數設置中進行填寫，如斷面圖橫縱向比例、斷面圖位置等參數；待參數設置結束后，在所生成的里程文件基礎上，完成航道每一斷面的剖面圖繪制；將設計斷面線、底程高在斷面的剖面圖上進行標注，確認疏浚后的航道是否與規定標準要求相一致。某地區航道疏浚工程竣工驗收中航道斷面剖面圖，如圖2 所示。

圖2 某地區航道疏浚工程竣工驗收中航道斷面剖面圖

另外，數字化測量系統也提供自動對比功能服務，可將繪制完成的航道斷面的平面圖與剖面圖轉移到對應的電腦上，利用相關軟件進行操作，可同屏顯示水深測量、航道斷面的平面圖、剖面圖，經過自動匹配與疊加，即可完成對比分析，了解與掌握航道疏浚工程的質量情況，確認是否存在質量缺陷。數字化測量技術應用，有效提高測量效率的同時，也能更加準確地反映航道疏浚工程的質量。

2.5 航道疏浚工程竣工驗收測量的注意事項

為了確保數字化測量技術在航道疏浚工程竣工驗收環節中的應用效果，并提高測量數據的準確性，在實際竣工驗收測量過程中，應注意以下幾點事項：

2.5.1 測量定位。通過對現階段航道疏浚工程竣工驗收測量情況調研與分析，普遍采用RTK 對測量點進行定位。要求負責測量工作的人員，必須在定位測量點時，可以熟練使用各種參數轉換計算公式，確保坐標轉換準確。例如，當全球定位系統接收顯示的坐標信息為1984 世界大地測量系統，向1954 北京坐標系進行轉換時，要求被測量區域附近必須存在一定數量的已知控制點。基于國家現行規定標準，精準計算轉換參數，確保坐標參數轉換的合理性、準確性。同時，測量人員也要熟練掌握定位儀器設備，便于更好地控制定位誤差，進而滿足數字化測量技術的應用要求。

2.5.2 水深測量。在開展水深測量工作過程中，需要在RTK 與測深儀器二者配合下完成。此環節必須要保證RTK 與測深儀器在使用時保持同步，其中負責測量水深工作的船只速度不宜過快，盡可能不超過15km/h。船速過快極易導致船頭抬高，對實際水深測量帶來影響，難以保證測量結果的精準性。除此之外，在測量水深時，也要做好測深儀器的使用調試，以及后續維護檢查工作，確保測深儀器的各項設置準確，防止因測深儀器精度不夠，而對水深測量結果造成影響，從根源上控制數據誤差。

3 結語

綜上所述，航道在我國現代交通運輸體系建設中起到了關鍵性作用，其中疏浚工作作為航道運行管理的重要環節，對整個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量，應提升對工程竣工階段質量驗收的重視程度。根據具體的驗收要求，合理選擇數字化測量技術，利用其技術優勢，進一步提升測量工作的效率與質量，真實反映航道疏浚工程的質量，保障航道的通行水平。