大橋水中墩樁基礎(chǔ)水下檢測(cè)施工作業(yè)上新工藝

大橋水中墩樁基礎(chǔ)水下檢測(cè)施工作業(yè)上新工藝

10月28日，華航潛水作業(yè)公司組織開展了橋梁水下樁基礎(chǔ)檢查工作。

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本次檢查主要針對(duì)涉水的大橋橋梁水下樁基礎(chǔ)，其中大橋采用多波束水下檢測(cè)方法對(duì)河床和墩柱沖刷情況進(jìn)行判斷，大橋采用探測(cè)儀和水下攝影的方法檢測(cè)對(duì)河床基礎(chǔ)沖刷和墩柱縮頸、磨損及露筋狀況進(jìn)行判斷。

橋梁樁基水下檢測(cè)、樁基檢測(cè)單位、潛水檢查樁基、公路橋梁樁基檢測(cè)、橋梁樁基檢測(cè)、水下作業(yè)、水下施工、潛水工程、就找江蘇華航水下工程有限公司。十幾年經(jīng)驗(yàn)，老客戶都說好。價(jià)格給的也便宜。

目前我國橋梁水下結(jié)構(gòu)的檢測(cè)仍讓處于起步階段，甚至在相關(guān)規(guī)范中沒有明確的規(guī)定和要求。既有橋梁水下墩臺(tái)、基礎(chǔ)的沖刷以及結(jié)構(gòu)的外觀缺陷如何進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估也是橋梁檢測(cè)的重要內(nèi)容，隨著技術(shù)的進(jìn)步這也是我們橋梁管理、養(yǎng)護(hù)應(yīng)該關(guān)注的問題。我們近幾年也經(jīng)常能看到“蛙人”對(duì)橋梁水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)的新聞，其實(shí)“蛙人”也就是我們常說的潛水員。潛水員對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)通過潛入水下通過觸摸、觀察等手段來實(shí)施檢測(cè)，而檢測(cè)人員通過潛水員的描述來判斷橋梁水下結(jié)構(gòu)的病害和缺陷。由于橋梁檢測(cè)的專業(yè)性很強(qiáng)，因此潛水員的檢測(cè)有點(diǎn)類似于“盲人摸象”。本文對(duì)橋梁水下結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié)，以起到拋轉(zhuǎn)引玉引的作用來推動(dòng)我國橋梁水下檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

一、水下視頻檢測(cè)的方法

    水下攝像系統(tǒng)一般包括水下攝像機(jī)/攝像探頭、傳輸線纜和圖像采集設(shè)備，水下攝像機(jī)和連接線纜要求具有水密性。水下視頻檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)將水下攝像機(jī)/攝像探頭下放至水下待檢測(cè)的部位，水下攝像機(jī)連接的數(shù)據(jù)線纜將圖像傳輸至圖像采集設(shè)備，通過圖像采集設(shè)備來顯示攝像機(jī)在水下的位置以及實(shí)時(shí)采集的圖像。在實(shí)施橋梁水下檢測(cè)時(shí)圖像采集設(shè)備可以進(jìn)行全過程的錄像，檢測(cè)人員可以通過視頻播放來進(jìn)行后續(xù)結(jié)構(gòu)病害的分析，此外在檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的病害可以進(jìn)行視頻的截屏，并記錄病害的位置以及截屏病害圖像的編號(hào)。圖1是某橋梁水下墩柱采用水下視頻檢測(cè)的截圖，圖中顯示攝像機(jī)下水至水下的距離為8.7m，從圖中能明顯看出墩柱表面有大量的附著物。

水下視頻檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)橋梁時(shí)可以采用以下幾種方法：（1）以船只或皮劃艇為載體，將圖像采集設(shè)備放置在船只或皮劃艇上，行至測(cè)試位置將水下攝像機(jī)通過絞車逐漸下放至水中檢測(cè)；（2）水下視頻檢測(cè)系統(tǒng)通過潛水員在定位置下潛，攜帶攝像機(jī)對(duì)橋梁水下結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)；（3）采用水下橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，水下視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用水下機(jī)器人搭載的方式（見圖2）。

二、水下機(jī)器人檢測(cè)的方法

    前面在介紹水下視頻系統(tǒng)時(shí)介紹了機(jī)器人搭載視頻系統(tǒng)的方式，此外水下機(jī)器人檢測(cè)橋梁水下結(jié)構(gòu)時(shí)還可以搭載超短基線定位系統(tǒng)、單波束聲吶、多波束聲吶系統(tǒng)進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)物的掃描、定位和測(cè)量工作。

采用水下機(jī)器人搭載視頻及多波速二維掃描聲納掃描成像的方法進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)物的檢測(cè)。該系統(tǒng)主要功能應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1、水下機(jī)器人（ROV）：能夠下潛深度滿足水下檢測(cè)要求，能夠通過控制臺(tái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人應(yīng)采用觀察級(jí)機(jī)器人；

2、機(jī)器人應(yīng)配備導(dǎo)航定位系統(tǒng)，目前通長采用超短基線水聲定位系統(tǒng)。

3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要搭載在機(jī)器人上對(duì)結(jié)構(gòu)物的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，視頻系統(tǒng)能通過控制系統(tǒng)的顯示屏進(jìn)行適時(shí)顯示，并按要求能進(jìn)行控制拍攝結(jié)構(gòu)損傷、缺損的照片或視頻資料；

4、二維多波速聲納：在水質(zhì)混濁或想獲得結(jié)構(gòu)物缺損詳細(xì)資料時(shí)，聲納對(duì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行二維掃面，對(duì)結(jié)構(gòu)的缺損進(jìn)行相對(duì)精細(xì)的掃描。

5、水下機(jī)器人應(yīng)配備機(jī)器手 水下檢測(cè)可能會(huì)在水中遇到復(fù)雜的檢測(cè)環(huán)境，配備基本的機(jī)器手可以在檢測(cè)過程中進(jìn)行必要的控制和操作。

三、水下三維激光掃描系統(tǒng)

目前，雖然水下激光掃描測(cè)量系統(tǒng)的作用距離還比較近，但其百倍于聲納的分辨率使得該革命性的技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊，國外已經(jīng)廣泛用于水下建模、仿真、目標(biāo)重建、水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)、大壩橋梁安全評(píng)估、海洋油氣、核電站檢測(cè)、管道變形檢測(cè)等領(lǐng)域。水下激光三維掃描產(chǎn)品目前好的產(chǎn)品水下激光掃描儀精度能達(dá)到mm級(jí)，但其測(cè)試距離距結(jié)構(gòu)物距離較近，測(cè)試距離在1~5m，而且測(cè)試的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在構(gòu)建實(shí)體模型需要通過CAD或其它專用軟件進(jìn)行處理。

通過三維激光掃描儀安放在待測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)物附近的不同的測(cè)站進(jìn)行三維掃描，并將不同測(cè)站的數(shù)據(jù)拼接進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的建?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)物的檢測(cè)。三維激光掃描技術(shù)在實(shí)際橋梁水下結(jié)構(gòu)的應(yīng)用案例較少。圖4為三維激光掃描水下結(jié)構(gòu)物的結(jié)果，左側(cè)為水下結(jié)構(gòu)物的實(shí)際照片，右側(cè)為采用三維激光掃描生成的掃描圖。

四、聲吶檢測(cè)技術(shù)

目前國內(nèi)外水下目標(biāo)聲納探測(cè)技術(shù)已經(jīng)有很大的進(jìn)步，出現(xiàn)了很多不同類型、功能各異的聲吶，其中具有高測(cè)量效率、高測(cè)量精度、高分辨率的多波束勘測(cè)技術(shù)適合于大面積的水下測(cè)繪作業(yè)。側(cè)掃聲納也是人們常用的水下探測(cè)工具。它分為低頻側(cè)掃聲納、高頻側(cè)掃聲納和雙頻側(cè)掃聲納。低頻側(cè)掃聲納非常適合于對(duì)水下管線、大推進(jìn)器、沉船等進(jìn)行搜索定位。高頻側(cè)掃聲納可提供高分辨率的圖像，盡管其作用距離比低頻側(cè)掃聲納近一些，但較低頻系統(tǒng)能更詳細(xì)地顯示目標(biāo)的細(xì)微特征，雙頻側(cè)掃聲納同時(shí)具有低頻系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離和高頻系統(tǒng)的高精度兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此外還有合成孔徑聲吶掃描技術(shù)也可以用于水下結(jié)構(gòu)物的檢測(cè)。

   主動(dòng)聲吶的原理是利用發(fā)射基陣向水中發(fā)射聲脈沖，通過這些脈沖而產(chǎn)生的回聲對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行測(cè)距、定位以及識(shí)別。水下機(jī)器人利用搭載的聲吶對(duì)水下橋墩進(jìn)行檢測(cè)，將機(jī)器人游到兩橋墩之間進(jìn)行360°掃描，并且盡量使機(jī)器人靜止不動(dòng)。如下圖5為某橋采用機(jī)器人搭載聲吶掃描的圖像，通過對(duì)圖像進(jìn)行分析可以對(duì)結(jié)構(gòu)物的病害情況進(jìn)行分析。

此外三維聲吶掃描成像檢測(cè)技術(shù)可以通過船舶將聲吶掃描系統(tǒng)隨三角架安放在水下橋梁待測(cè)結(jié)構(gòu)物的合適位置進(jìn)行掃描測(cè)量，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。三維全景成像聲納可生成水下地形、結(jié)構(gòu)和目標(biāo)的高分辨率圖像。聲吶采用緊湊型低重量設(shè)計(jì)，便于在三腳架ROV上進(jìn)行安裝，只需觸動(dòng)按鈕，三維掃描聲納就會(huì)生成水下景象的三維點(diǎn)云。掃描聲納頭和集成的云臺(tái)可以生成扇區(qū)掃描和球面掃描數(shù)據(jù)。有史以來第一次，在水下，甚至在低照度或者零可見度的水下環(huán)境，我們可以獲得陸地三維激光掃描一樣的圖像。而且，這種圖像可以與傳統(tǒng)的激光掃描圖像無縫拼接。圖6~圖9為橋梁下部結(jié)構(gòu)采用聲吶進(jìn)行掃描成像的過程圖。

五、橋梁水下樁基檢測(cè)的潛水用氣管理

1、保證潛水員用氣新鮮，空壓機(jī)進(jìn)氣口處不得有任何機(jī)械排除氣體或其他可能導(dǎo)致空氣污染的污染源。

2、供給潛水員的用氣量，按常壓計(jì)算，每分鐘不得少于8公斤，

3、供給潛水員的空氣純度不得低于98%，氧氣含量在20-22%之間。

三、橋梁水下樁基檢測(cè)的潛水作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求

1、潛水作業(yè)前必須先了解或熟悉水下作業(yè)環(huán)境，清楚影響潛水作業(yè)的障礙物，如：漁網(wǎng)，浮漂等。

2、盡量避免夜間作業(yè)，如必須進(jìn)行夜間作業(yè)要有足夠的照明；

3、潛水作業(yè)區(qū)上方不得進(jìn)行吊裝等其他作業(yè)