港珠澳大桥水下结构物的多手段探测

　　1 引言

　　规划的港珠澳大桥位于珠江口伶仃洋内伶仃岛以南约13km,本工程要求对港珠澳大桥桥轴线两侧各500m范围内进行水下结构物探测调查,查清海底是否存在电缆、光缆、管道、沉船、锚、炸弹等海底结构情况,以避免施工对海底既有通讯电缆、管道造成不必要的损害,同时在进行桥隧结构的布置时避开既有的结构物,有利于准确确定桥隧工程总体布置,确保工程方案的可行性及合理施工避让。为准确探明该区域水下结构物的疑存情况,本次工程采用了SIS-1624侧扫声纳扫侧水底面上和水体中的结构物,采用3200XS浅地层剖面仪(简称浅剖仪)探测水底面下的结构物,以SeaSPY磁力仪探测水底的铁磁物质,并将探测的结果与走访调查收集的资料相互比较,不同探测方法所得的结果也可以相互印证,以提高探测成果的准确性和可靠性。

　　2 施测方法

　　2.1 布线原则

　　根据不同仪器的工作原理,我们计划用侧扫声纳对水底面进行无缝全覆盖扫测,用浅剖仪和磁力仪按一定间距对水底进行抽样测量,磁法和浅剖测量同步进行。

　　侧扫声纳扫测沿大桥中轴线布设1条测线,在中轴线两边按50m间距各平行布设两条测线,其他区域按75m间距布设测线,扫测宽度共1000m,布设15条测线。

　　浅剖和磁法测量沿中轴线、双向桥面轴线各布设一条测线,然后再中轴线向两侧按15m间距各布设2条测线,扫测宽度共100m,布设7条测线。大桥隧道段轴线两侧各加宽探测至150m,其中两侧50~150m之间按25m间距布线,扫测宽度共300m,布设15条测线。

　　2.2 参数设定

　　根据SIS-1624侧扫声纳的技术特点,决定在第一次普扫时,大桥中轴线两边50m间距的测线采用CW模式进行采集, 75m间距的测线采用Chirp模式进行采集,第二次精细扫测时采用CW模式进行测量。

　　浅剖仪需要设置的主要参数有:脉冲类型(pulse type),脉冲功率(pulse power),脉冲变幅(pulse rate/range),这三个参数主要影响图像的分辨率、脉冲波束的穿透能力和波束功率,在稳定航速下反复比较各参数对图像质量和现场图像判读的影响,最终确定浅剖仪参数的设置。

　　按照磁法测量的操作规范和信号强度控制要求,对磁力仪进行参数设置。通过仪器生产厂商提供的程序文件CSAZ. exe对本测区所在的纬度进行计算,磁力仪拖鱼保持正常姿态即可进行测量,现场调试结果显示,信号强度稳定在1000左右,采样频率设为10Hz。拖鱼光缆的长度必须合适,光缆长度太小,磁力仪容易受船磁影响;光缆太长,在船体转弯时,不容易控制拖鱼的运行轨迹,经过现场测定,最后选定拖鱼距离GPS的总长度为43.22m。

　　2.3 定位与导航