航道整治工程水下检测与监测技术规程JTS-T+241-2020.docx

中华人民共和国行业标准航道整治工程水下检测与监测技术规程JTS/T2412020主编单位：长江航道局批准部门：中华人民共和国交通运输部施行日期:2021年1月1日人传/根公司交通运输部关于发布航道整治工程水下检测与监测技术规程的公告2020年第95号航道整治工程水卜检测与监测技术规程为水运工程建设推荐性行业标准，标准代码为JTS/T2412020.自2021年1月1日起施行，由交通运输部水运局负货管理和解律,其文本可在交通运输部政府网站水路运输建设综介管理信息系统”水运工程行业标准”专栏(中华人民共和国交通运2020年11月25日制定说明本规程是根据E交通运输部办公厅关于下达2015年度水运工程标准编制计划的通知（交办水函（2015）514号）要求，由交通运输部水运局组织有关单位，在深入调研和专题研究的基础上，广泛征求意见，反亚修改编制而成。为适应新时期我国航道发展和航道整治工程建设需要，总结长江干线、西江广线、长江三角洲、汉江卜线、赣江卜线和黑龙江水系等重要航道整治工程水下检测的实践经验，考虑新技术新设备的应用水平和状况，兼顾不同地域或专业存在的差异等情况，制定本规程。本规程共分8章4个附录，并附条文说明。主要技术内容包括水下检测与监测的主要方法、水下软体排护底检测与监测、水下散抛物检测与监测、水下建筑物检测与监测、清礁与疏浚水下检测等。本规程的主编单位为长江航道局，参编单位为武汉长江航道救助打捞局、武汉大学、长江南京以下深水航道建设工程指挥部、中交第航务工程局有限公司、江西省航务勘察设计院、黑龙江省航务勘察设计院、长江航道工程局有限货任公司。本规程编写人员分工如下：1总则：高凯春刘怀汉余新明张红2术语：刘怀汉周生利余新明赵建虎3基本规定：刘怀汉林七贞余新明赵建虎4水下检测与监测的主要方法：张红李国强解林博王爱学王彬5水下软体排护底检测与监测：何传金周生利解林博王彬冯延山6水下散抛物检测与监测：胡义龙黄颖吴彬李国强王爱学7水下建筑物检测与监测：周生利李海解林博李国强邓勇黄伟8清礁与鲸浚水下检测：李国强何传金林七贞吴彬李荣彬附录A:胡义龙张红吴彬邓勇附录B:胡义龙张红邓勇冯延山附录C:何传金周生利黄颍胡义龙附录D:何传金周生利黄颖胡义龙本规程2019年6月13日通过部审，2020年11月25日发布，自2021年1月1日起施行。本规程由交通运输部水运局负责管理和解释。各单位在执行过程中发现的问题和意见，请及时函告交通运输部水运局d也址：北京市建国门内大街11号，交通运输部水运局技术管理处,邮政编码100736）和本规程管理组（地址：湖北省武汉市江岸区解放公园路20号，长江航道局，邮政编码：430010）,以便修订时参考.目次1 jO9I.-.-.-.(I)2 语(2)34本提定(3)3.1 检测与监测准备(3)3.2 检测与监测实施(3)3.3 检测与监测成果(3)4水下检涌与Ia1.的主要方法(5)4.1 一般规定(5)4.2 单波束测深(6)4.3 多波束测深(7)4.4 三维扫描声呐扫测(8)4.5 超短基线检测(9)4.6 恻扫声呐扫测(10)4.7 二维机械式扫描声呐扫测(I1.)4.8 探摸摄像检测(13)4.9 扫床检测(14)5水下软体捧护庭检流与监渊(16)5.1 一般规定(16)5.2 排体搭接宽度(16)5.3 排体铺设范围(17)5.4 持体形态(17)6水下做抛物检熏与监流(19)6.1 一般规定(19)6.2 水下散抛物的位置、范闱(19)6.3 水下散抛物的厚度(20)6.4 水下散抛物的平整度(20)7水下筑物检熏与监测(22)7.1 一般规定(22)7.2 水I：建筑物的轴线位置(22)7.3 水下建筑物的总体尺度(22)7.4 水下建筑物的变形(23)8清磷与疏浚水下检测(24)8.1 一般规定(24)8.2 清罐工程(24)83疏浚IS(24)附录A水下检测作业记录表格样式(26)附录B水位观测记录表格样式(30)附录C水下检测(监测)报告封面及库页样式(31)附录D本规程用词说明(33)引用标准名录(34)附加说明本艇主修单位、弁编单位、主要起草人、主要审查人、总校人员*Wft名单(35)1.0.1为规范航道整治工程水下检测与监测工作，提高水下检测与监测技术水平，做到技术先进、经济合理、科学公正、结果可籁,制定本规程“1.0.2本规程适用于航道整治工程中位于水下的软体排、散抛物、建筑物和清礁与疏浚等的检测与监测“1.0.3航道整治工程水下检测与监测工作，除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。7水下建筑物检测与监测7.1 一般规定7.1.1 水下建筑物检测与监测应包括建筑物的轴线位置、总体尺度及变形等内容7.1.2 水下建筑物检测与监测作业资料收集应符合第6.1.2条的规定。7.2 水下建筑物的轴线位Jt7.2.1 流速不大于3ms时，水下建筑物的轴线位置检测宜采用总波束测深法，测图比例尺不得小于1:500。7.2.2 水下建筑物的轴线位置检测应沿设计轴线方向平均布置,测线7.2.3 水下建筑物的轴线位置检测精度不应低于0.3m。7.2.4 水下建筑物的轴线位置检测成果应包括检测区域布置图、检测成果分析等，并应符合第4章的有关规定。7.3 水下建筑物的总体尺度1.1 .1水下建筑物的总体尺度检测与监测方法应根据水深、流速等要素选择,宜按表7.3.1的规定选用.衣7.3.1水下建筑物总体尺度检测方法序号检测方法水深H流速1多波束刈深3nWH妥伽32，一扫描六呐扫测1.nH3511s1.n3单.波束测深1.m1.1.100n311s注：乘用多波束刊深时应符合第6.3.1条规定：柔用三维扫描削削制IS测时应采用我体般挂安装方式.1.2 水下建筑物的总体尺度检测与监测点的设置应符合下列规定.7.3.2.1 工况条件允许下，采用多波束测深和单波束测深时应对水下建筑物区域进行全扫测。7.3.2.2 采用三维扫描声呐扫测进行监测作业时，应在每一次抛投单元完成后进行一次扫测，733建筑物总体尺度检测平面精度不应低于02m,高程精度在水深不大于20m时，不应低于0.1m;水深大于20m时，不应低于0.02倍水深。7.3.4水下电筑物的总体尺度检测与监测成果应包括检测区域布置图、检测成果分析8清礁与疏浚水下检测&i一般规定«.1.1清礁与疏浚水下检测内容应包括边坡和底部高程。8.1.2消能与疏浚检测作业前资料收集应符合第6.1.2条的规定。&2清磁工程8.2.1活碓检测方法应根据水深、流速等要素选择，宜按表8.2.1的规定选用。*8.2.1清检涌方法序号检测力.法水温H而遵1硬XU1床1.nH5i!W25irs5nM20nsi.5n;2小波束潴深EEHWIoaI3t3三维打描出唱打测1.nH<3¼4当彼束刘海3inH10t3in注：打球作业中发现浅点,场通过溯Jft仪赛。接定点，井采用冷液束测深确定平面长置和高程；硬式扫床时扫测船舶航速应控IW在2kn以内I施工过押中可采用单波束间深.完工后可枭川乡浓束测法或*1!式右床8.2.2清礁检测点的设置应根据测图比例确定点距。8.2.3清礁检测方法的平面定位精度不应低于0.2m.高程精度在水深不大于20m时，不应低于0.4m;水深大于20m时，不应低于0.02倍水深。8.2.4清瓶检测成果应包括检测区域布置图、检测成果分析等，并应符介第"章的有屋规定。&3魂浚工程8.3.1疏浚检测方法应根据水深、流速等要素选择,宜按表&3.1的规定选用.表8.3.1疏浚检测方法序号校测方法水深I1.i迪1多波束招深2inH40nSW2冷波束测深1.m1.1.iOCn5n,3三一扫描声呐扫测1.i11H3Sn1.n,/注I三雉JI域出呐JI科进行前没"业检测时女柔用载体眩拴安装方式I多波束测深可辅助忸力消明;1测刘断成没底侦性班：边城坡麽H来用?波求斌深或三推h指声呐打潮.R清碟与琉浚水下检测8.3.2疏浚检测点的设置应符合下列规定。«3.2.1工况条件允许下，采用多波束测深或单波束测深时应进行全范围扫测“&3.2.2疏浚检测时宜在每开挖完成一单元区域后进行。8.3.3 疏浚检测的水平定位精度不应低于03m,高程精度在水深不大于20m时，不应低于0.4m;水深大于20m时，不应低Fo.02倍水深.8.3.4 疏浚检测成果应包括检测区域布置图、检测成果分析等，并应符合第4章的有关规定。25附录A水下检测作业记录表格样式*A.0.1图像声呐扫制作业记录表时间定位坐标X=定位坐标¥=扫描半径图像图号保存路径数据原后备注检测任务：日期：天气：流速：水位：检测船舶：仪涔型号及编号:检测员:技术负责人:第页共灾检测任务：EIWI:天气：流速：检测船帕：仪港型号及编号：测线号时间平均航速施回U离江的族声呐推程工作频率保存路径数据质量备注*A.0.3傅扫声呐扫潮作业记M检测员.技术负贡人:笫页共页附录B水位观测记录表格样式表K0.1水位足窝记录表序号记录时间水位备注12315678910I1.1213111516171819202122检测员：技术负责人第页共页引用标准名录1 .水运工程测址规范(Jis131)2 .多波束测深系统测量技术要求(JTT790)3 .4航道整治工程施工规范(JTS224)附加说明本规程主编单位、参编单位、主要起草人、主要审查人、总校人员和管理组人员名单主编单位:长江航道局参编单位：武汉长江航道救助打捞局武汉大学长江南京以下深水航道建设工程指挥部中交第航务工程局有限公司江西省航务勘察设计院黑龙江省航务勘察设计院长江航道工程局有限责任公司上要起草人：高凯春（长江航道局）刘怀汉（长江航道局）何传金（长江航道局）张红（武汉长江航道救助打捞局）（以下按姓氏笔画为序）邓勇（长江航道工程局有限责任公司）王彬（武汉长江航道救助打捞局）王爱学（武汉大学）冯延山（黑龙江省航务勘察设计院）李国强（长江南京以卜深水航道建设工程指挥部）李海（武汉长江航道救助打捞局）李荣彬（长江航道局）余新明（长江航道局）吴彬（江西省航务勘察设计院）周生利（长江航道局）林七贞（武汉长江航道救助打捞局）胡义龙（长江航道局）赵建虎（武汉大学）黄颖（长江航道局）黄伟（长江航道局）解林博（中交第一航务工程局有限公司）主要审查人：仇伯强（以下按姓氏笔画为序）万趣、吴晓明、余彬、周丰年、郑锋勇、骆少泽、徐元、黄君哲、程新生总校人员：刘国辉、李荣庆、檀会春、吴敦龙、董方、高凯春、徐秀梅、李荣彬、王爱学、李海、王舷查文富、张莹、刘畅管理组人员：刘怀汉（长江航道局）何传金（长江航道局）张红（武汉长江航道救助打捞局）T.彬（武汉长江航道救助打捞局）王爱学（武汉大学）置，常用于简通工况下浅点目标的发现或概略位置确定。4.2单波束浦深4.2.3.3单波束测深时若不考虑姿态因发影响，卫星定位接收机安装在换能器支架正上方，以此可减小姿态、航向运动因索造成的水深点位置偏差。4.2.4.1单波束测线布设原则按已有规范执行，但航道整治工程具有特殊性，测线布设除考虑水下目标轴线走向外，还要考虑水流、航行安全、对施工作业的影响等方面因素，在确保安全的情况下有利于呈现水下目标的形状、结构：检查线与主测线相交,根据交点测深不符量级以评价作业区测量精度,根据实践经验，因此规定检查线般不少于主测线的5%。4.2.43船体的位置和姿态信息用于后期的水深数据改正处理。4.2.5姿态改正是精密单波束水深数据处理的重要环节，姿态变化会引起单波束波束方向指向性发生改变，也会造成卫星接收机和换能器之间的相对位置发生改变，因此作出本条规定.4.4三卷扫描声呐扫窝4.4.1本规程所列三维扫描声呐为一种空间点云坐标测量装置，换能器测量原理采用传统束控模式或光神阵列模式,并通过俯仰角周整和云台旋转实现时三维空间的扫描,单站测量结果具有蛟准确的相对位置关系。4.4.4.1 由于主流三维扫描声呐系统均发射高频声脉冲,作业距离短，作业范围内声速场变化引起的声畿弯曲误差，对测点精度的影响可忽略不计，但换能器所在的表层声速误差会导致波束角和距离计算产生较大的误差，因此作出本款规定。4.4.4.2 各测站成果均基于各测站的局部坐标系统，多测站数据的融企统，需要3个以上共视靶标来确定各站间的转换关系，所以相钿测站间需要具备一定的重假率，因此作出本款规定“4.4.4.3 扫描速度及打描模式的选择通常通过试打作业来确定，以此保证所选参数和扫描模式有利于快速、完整地成像检测目标的三维结构.4.5超短基线检测4.5.1 超短基线系统为船基换能器和水下应答器共WJ组成的水下定位系统，用于航道整治工程预制结构的水下检测：1.5.3.4超短基线换能沿的安装偏差在一般测量中采用动态校准方法，即在浅水无流水域布设应答器并测定其绝对坐标和测深：然后以应答器为中心、水深为半径设计3组“4组往返测线,各测线方位角在圆周内均匀分布：沿各测线行驶过程中不断测量水下应答器的坐标，并且只保留各测线在半径圆内的测M结果：基于各测线定位、姿态及应答器坐标序列，结合应答器已知绝对坐标，基于最小二乘法求解换能器安装偏差：由于各测线在圆周内测货结果时称分布，可以较好地消除声线弯曲因素对定位和校准的影响4.5.3.5超短基线使用校准杆校准时，采用具有定氏度的校准杆接触水下位置未知目标，根据校潴杆顶端的卫星定位接收机及校准杆入水深度，来估免水下目标的精确位置:采用3组4组位置已知的水下目标，能构建超短基线系统的安装偏差和测比误差模型。4.64.6.2.2侧扫声呐系统随机软件多具有增益、量距等简单功能，基于侧扫声呐图像进行绝对位置、范围检测时需借助后处理软件对瀑布图像进行镶嵌、拼接等处理。4.6.3为了减小船体姿态变化对声波发射和接收的影响，侧扫声呐的换能潺多采用拖曳式安装.4.74.7.1二维机械式扫描声呐，其换能器声波发射、接收原理与侧扫声呐类似，通过以机械旋转的云台装置，将侧扫声呐的走航扫描模式转换为静态扫描模式。4.7.3当检测平分稔定性较差时，配备姿态传感器设备；当需将各站成果投影至绝对坐标系下时，则配备罗经、定位仪、姿态传感器等设备.4.7.6.1根据二维机械式扫描声呐成图机理，其可识别的理论尺寸在近场随距离增加而急剧减小至某一理论极限值：而随着距离继续增加，受步进角度的影响，可识别的理论尺寸又会逐渐缓慢变大：上述特点决定了分辨率快速变化的近场区域存在较大的形状畸变，而距离较远的远场，又会产生分辨率不足现象，参考图,1.1.因此，采用二维机械式扫描声呐检测F1.标的水平距离应处于近场成像分辨率变化的缓慢区域OAi1,10.05(B5E)奘会0.01乐I)於限漓()垂由琴砒陈一对®1.1逆机制口湘声呐理论分辨率曲线4.7.6.5静态作业模式下，换能器中心位史及轴系方向是单站测量的成果的坐标基准实际工况条件下教体平台可能发生运动.水流冲击可能造成换捱腓支架快速抖动平台低速运动会造成目标形状的变，支架快速科动会影响声波的发射和接收,进而造成图像模糊，因此规定现场检测不符合要求时I停止作业.1.7.7.1斜距成图模式造成二维机械式扫描声呐图像近场目标存在较大的形状畸变，通过斜距改正处理可以削弱大部分畸变的影响，换能潜至床式的高度是斜距改正的重要参数，默认情况卜，底部第一个强回波来至换能器正卜.方附近，在这个强回波返回之前，换能器仅能接收到水体中微弱噪声，表现为二维打描声呐图像中内环的弱网波区域,根据该弱回波区域的半径，能粗略估计换能器距底高度。4.8探加母检需4.8.1 探摸摄像是人工探摸和水下摄像方法的组合，通过人工探摸实现对水下目标的直观定性检测，同时辅助水下摄像采集图像信息，以作为检测结论的佐证。4.8.4 视频保存通用视领文件格式包括RMVB、AV1、MPEG等.5水下软体排护底检测与监测5.1 一般规定5.1.1 棒体形态检测是在铺排后检查排体撕排、缩棒、卷排、堆叠等形态的过程。5.2 排体搭接宽度5.2.1 铺排轨迹法是通过使用定位系统实时监测铺排船位置，获取铺排船轨迹以判定监测目标的技术性能或状态的过程（活动）。铺排机迹法主要采用设备采集数据，不受水下环境影响,适用于铺排作业的所有工况。超短基线的声基阵由安装在一个收发器中的所有声单元（力动组成,卢单元之间的相互位置精确测定，组成声基阵坐标系，声基阵坐标系与船的坐标系之间的关系要在安装时精确测定，包括位置和姿态（声基阵的安装偏差角度：横摇、纵摇和水平旋转）。换能涔与目标的距离通过测定声波传播的时间，再用声速剖面修正波束线确定距离。因该设备主要是信标在棒体边缘布放，因此作业流速不受限制，与铺排作业的流速一致，作业水深由检测对象精度要求和超短基线常规设备精度核算，二维机械式扫描声呐扫测、三维扫描声呐扫测作业水深及流速主要是根据目前航道整治工程实际统计资料中得到探摸摄像检测中水下作业的情况比较夏杂，检测作业受流速、水深、水的浑浊程度等因素影响较大，所以要求也比较高。一般江水流速过大，潜水员下潜作业时无法准确定位，故对流速一般限制在1.2n批.作业水域水深过深，对潜水员的安全保障系数小，而且随着水深的增加，作用在潜水员身上的水压也相应增大，故潜水深度应控制住451n以内。江水的浑浊程度直接影响到了水下电视摄像的拍摄距离，而且水越深，水下光线越不充足，但水下电视至少需要拍摄到0.15m以内的目标。侧扫声呐扫测与多波束测深法作业水深及流速主要依据设备专题研究得到。表5.2.1注中D型系混凝土块软体排由排型和小型混凝土用效块组成，压我体之间缝隙较大，主要用于施工水位以下部位的河床防护。5.2.2.1 根据航道整治工程项目统计资料实时监测月前至少每20m监测一次。5.2.2.2 根据航道整治工程招标文件中技术要求统计得到探摸摄像检验数证5.2.3排体搭接宽度检测与监测精度主要根据相关技术手段中精度最低的方法，水下探摸摄像法最高精度为05m5.3捧体1设范B1.5.3.3排体铺设范围检测精度依据近年来项目实践经验总结和本规程专题研究成果得出。4X6水下散抛物检测与监测&2水下1时蛾的位、范BI6.2.1采用超短基线检测时，需要潜水员或者水下机器人作为搭我平台才能采集定位数据。6.2.3水下散抛物的位置、范围检测与监测精度是依据近年来项目实践经验总结和本规程专题研究成果得出。6.2.4水下散抛物抛投后在含沙房较大的流域会逐步被淤沙淤积，因此提出本条要求.6.3 水下ItiM物的厚度6.3.3水下散抛物的厚度检测精度是依据¥水运工程测证规范(JTS131)第8.4.6条确定的。6.4 水下Ititt物的平发度6.4.3水下微抛物的平整度检测与监测精度是依据近年来项目实践经验总结和本规程专题研究成果得出。7水下建筑物检测与监测7.1 一般祝定7.1.1 水下建筑物总体尺度主要指水下建筑物的位置、范围、完整性、平整性等。7.2 水下建筑物的轴线位置7.2.3木条参照6航道整治工程施工规范(JTS224)第7.2.1条规定确定。7.3 水下筑物的总体尺度73.2本条依据水运工程测量规范(JTS131)第8.4.6条及近年来的实践经验总结确定。7.4 水下耽物的变形7.4.1 水下建筑物的变形监测对象是堤岸、堤坝、护底(护滩)的完整性。7.4.2 本条参照£水运工程水工建筑物原型观测技术规程(JTS235)第6.3.2条及近年来的实践经验总结进行编写。7.4.3 本条依据水运工程测量规范B(JTS131)第8.4.6条确定.SO8清礁与疏浚水下检测8.2清磁工程&21硬式扫床时扫测船舶速度过快会造成扫床设备发生严重破坏，故提出本要求a2.3本条依据水运工程测送规范(JIS131)第8.4.6条确定。8.3疏浚工程&3.3木条依据水运工程测量规范(JTS131)第8.4.6条确定。