上海市中小河道疏浚质量检测方法应用与探讨

陈云兰，张贤杰

（1.上海陈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

近几年，上海市政府实施了一大批水利工程，在持续保障城乡防汛安全、改善水环境面貌、服务现代农业发展等方面取得了显著成效。但农村河道水环境质量尚不稳定，治理任务仍很艰巨，郊区骨干河道、区县界河整治相对滞后。农田水利设施管护机制不完善，部分菜田排涝不畅，建设标准有待提高。

因此，中小河道轮疏成为一项公益事业在全市各区（县）展开。为了向市级政府部门的绩效考核工作提供技术支持、为政府部门管理提供决策依据，需明确职能部门或委托具有相应资质的中介机构对轮疏工作进行全过程质量监控，确保中小河道轮疏质量。

1 技术方案设计

1.1 平面控制测量

优先采用上海市SHCORS系统。目前上海市已经建立高精度CORS网，其VRS技术平面精度达±3 cm，能够满足河道检测平面控制测量的精度要求。

其次，在GNSS信号差的河段，采用上海市SHCORS系统配合三级导线测量。当GNSS信号差且河道长度小于700 m时，采用上海市SHCORS系统配合支导线测量。

1.2 高程控制测量

优先采用上海市SHCORS系统。目前上海市已经建立高精度CORS网，其VRS技术平面精度达±5 cm，能够满足河道检测高程控制测量的精度要求。

当在GNSS信号差的河段，采用上海市SHCORS系统配合三角高程测量。若检测河段无GNSS信号时，从上海测绘院购买附近高程点作为起算点，按四等水准测量要求引测高程点，作为河道疏浚检测的高程起算点。

1.3 河道横断面选定

上海市中小河道疏浚工作涉及整个上海郊区镇村级河道，类型数量众多。检测时既要考虑到河道形态不同、长度不一等特点，又要结合实际工作量情况开展检测。

为此，在河道横断面选定方面按两种情况掌握：一是河道长度小于300 m的，检测横断面数量不少于2个；二是河道长度300 m以上的按150 m间隔布设横断面且总断面数不少于3个。河道横断面尽量布设在能反映河道整体情况处，且均应垂直于河道中心线。

1.4 定位测量

由于上海市中小河道宽度一般在5～30 m，定位测量采用上海市VRS技术和断面索法相结合。GPS选用美国Trimble R8型GPS，其动态测量水平精度为±10 mm+1 ppm，动态测量垂直精度为±20 mm+1 ppm，初始化时间一般少于10 s，初始化可靠性大于99.9%。断面索采用50 m长并具有1 m标记的专用绳具。

1.5 水深测量

测深采用具有mm刻画的双面塔尺，长度为5m（5节可伸缩），材质为宽面铝合金（材质较轻，减小自重影响，保证塔尺不至于插入淤泥层中）。

测量时，使宽面铝合金塔尺在检测部位自水面起竖直做自由落体，测量该处的水深值，并进行人工记录。

1.6 水位测量

为了测量河道横断面点的高程，需同步观测水面瞬时高程，优先采用上海市SHCORS系统进行水面高程测量。

当GPS信号差时需布设验潮点观测水面高程；验潮点高程采用五等水准联测。

水位读记至1 mm。

1.7 测量船只的选择

因被疏浚的河道为镇村级中小河道，许多河道不通航，甚至有些河道在村庄内部，水系不相通。而许多河道又是挖泥船疏浚，水深在0～3 m左右，又是带水检测，给测量工作带来一定困难。

为此，笔者选定可充气、可拆卸的橡皮中艇作为测量船只。该测量船为加厚橡皮制作，长约2 m，宽约1 m，可乘坐4～6人，重约50 kg，既克服了大型船只无法驶入或因吃水深而无法靠岸的困难，又便于携带和拉抬。

2 检测数据处理与存在问题

2.1 河道横断面图绘制

采用南方CASS里程文件绘制断面图，比例尺选定为1∶100，点间距为1 m。在“断面图比例”选项中，横向和纵向均为1∶100；在“距离标注”选项中，选择数字标注；在“方格线间隔”选项中，去掉勾。

每个断面图下方标注断面名称，断面名称按“河道名+自然数1,2,3…”编号。同一条河道从小编号至大编号左侧为断面图起点、右侧为断面图终点，河道中心线在断面图上表示清楚。河道横断面图用虚线表示出河道断面设计线。

按照“四舍五入，奇入偶舍”原则，断面起点距小数点后保留1位小数，断面高程值小数点后保留2位小数。

同时，按河道绘制断面分布图，断面分布图要清晰标明断面编号、左右方向、河道名称、横断面线、河道中心线、河道边线等。

2.2 测量成果对比分析

2.2.1 土方量计算比对

土方量计算采用平均断面积法，既根据河道的实测横断面图，求出断面面积，并计算相邻两断面面积平均值，乘以断面间距，即得相邻两断面间的土方量。每一断面面积计算后均应校核计算一次，两次计算值的误差应在5%以内，否则应重新计算。

2.2.2 河道要素参数比对

每条河道外业测量完成后，除绘制每条河道的河道横断面图外，还要统计计算以下河道要素参数：长度、河底高程、河底宽、边坡等。然后和设计参数进行对比分析。

2.2.3 数据分析与评价

选定最新的上海市工程建设规范DG/TJ 08-90-2014，《水利工程施工质量检验与评定标准》中相应章节条款，结合委托方要求，对被检测河道数据进行分析，并作出相应评价。

3 试验精度与实施效果

3.1 试验精度

为保证技术方案可行性及测量精度，笔者在项目开展前采用不同方法（塔尺和测深仪）进行对比验证。为达到真实模拟效果，现场选取一条有一定厚度淤泥的小河道，并抽检横断面4条，塔尺和测深仪对比水深数据67组，然后进行差值对比计算，得出差值的最大值为0.19 m，最小值为0.0 m，平均值为0.04 m，满足规范要求的不大于0.1 m的限差要求（详见表1）。

同时，笔者对抽检断面水深数据作了进一步分析，根据该河道水深较浅的实际情况，按水深1～2 m和2 m以上进行分类（详见表2）。

由表2可知，河道水深在1～2 m处的对比数据差值较小，平均值为2 cm；水深2 m以上的对比数据差值较大，平均值为5 cm。

另外，值得说明的是，测深仪具有工作盲区，一般测深仪标定为0.5 m，有些仪器在1 m水深时测量数据就会失真。对于水深在0～3 m左右的中小河道来说，测深仪适用性不高。

3.2 实施效果

通过近2 a上海市中小河道疏浚工作的开展，采用文中所述方法，共检测河道250余条，检测河道长度逾200 km，涉及上海市闵行、浦东、松江等10余个郊区县。建设方、施工方及政府管理部门普遍认为该技术方案完备可行，具有较强的可操作性，且检测精度满足规范和管理要求。

4 结语

（1）上海市SHCORS系统的应用，省去了控制测量作业时间，节约了项目成本，大大提高了整体工作效率。

（2）GNSS和断面索法相结合，既克服断面索法精度低，又克服了GNSS在测量船上导航偏差大的问题。

（3）南方CASS专业绘图软件的应用，使批量绘制断面图成为可能，且格式统一，便于员工掌握和推广。

表1 抽检断面水深测量数据对比统计表（单位：m）

表2 不同水深处抽检数据对比统计表

（4）橡皮中艇的选择，既方便了中小河道疏浚工作的野外作业，又提高了工作效率。

（5）塔尺代替普通测深杆，使水深读数更加精确。该塔尺材质较轻且底端有一定接触面积，防止其陷入淤泥，影响测量精度。实践证明，其效果良好。