论文摘要：海底管道的预挖沟验收工作，是实现海管顺利敷设的前提条件，本文结合深港海管项目施工，探讨技术上先进，操作上实用的验沟方法。

关键词：海管、验沟、测量、水坨、多波束测深系统
　　中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：

一、工程概况
　　西气东输二线深港海管工程，全长29km，分为两段：求大线长约9.4km，全程预挖沟。香港支线长为19.64km，深圳境内及香港境内跨龙鼓航道采用预挖沟。大铲岛登陆点采取水下炸礁，再按照设计断面挖沟。

二、原计划挖沟验收方案
　　验沟原计划采用多波束测深系统，在测量船上安装RTK双向定位接收机或DGPS系统，以图形的形式实时显示船舶在施工区的相对位置、潮位及其动向，并安装高精度多波束回声测深仪。

三、挖沟验收方案的变更
　　由于项目部过于信赖多波束测深系统，在实际验沟工作中，出现多波束扫查合格的预挖管沟，铺管后管顶标高高于设计标高，经潜水员探摸发现海管有浮泥依附，说明多波束测深在这种地质情况下是极不准确的。项目部专门研究，最后决定采用水砣法测量管沟深度，多波束测深系统测量断面沟形的方案。

四、水砣法测量沟深方法实施
　　水砣的制作：根据模拟实验和理论计算，采用重量为7公斤钢圆柱体。
　　水砣测量绳：取一段细钢丝绳。长度由设计标高和潮汐再加上一定余量决定，在绳上做好刻度，在整数米上做好标识。
　　测量船：以抗浪性好、船舷低的抓斗式挖泥船做测量船。
　　定位：采用DGPS系统定位，布四口锚固定。
　　潮汐：采用RTK双向定位接收机实时采集潮汐数据或根据当地水文测量站提供的潮汐表。
　　测量间距：测量已挖管沟沟底中心深度，在设计路由上每10米取一个点，每50米取一个管沟截面，每2米测量1个点。

水坨测量法：
　　1准备工作：测量船沿设计路由通过DGPS系统定位，并在电脑上画出设计路由管线的KP点，根据水流方向确定某一船舷，并正对拟测量设计路由管沟中心的海面上方，按一定间隔画出刻度，做好标记。
　　2人员：测量船上配备定位员、潮位测量、打水砣测量、记录、安全及其他相关人员。
　　3实施：测量船在拟测量区域定位后，测量员站在船舷边上，将水砣抛入海中，使测量绳处于张紧状态，让水砣垂直沉入管沟中心，观察水砣钢丝绳与水面垂直的平面位置刻度。读数前将水砣来回提拉两三次，同一点读数三次，取平均值，做好记录。注意波浪对读数的影响。同时，要求潮位测量员精确地报告潮位，做好记录。然后沿路由方向和一定间距依次测量管沟中心深度，在路由每距50米在船头和船尾抽查断面。一个船位测量完毕后需移锚进行新的定位，继续测量。
　　4验收：监理、CCS、总承包方和施工方代表现场见证，对测量数据真实性和有效性负责。通过现场测量的标高数据减去对应的潮水位得到的数值，与设计沟底深度标高相比较，在允许偏差范围内，判定是否合格，并当场签字。
　　注意事项：水砣法最好白天平潮时测量，如果夜晚测量，需加强夜间照明和安全防护。路由设计有坡度的地方需加密测量点，考虑间距为2-5米。

五、水砣法测量沟深方法优缺点
　　水砣法优点：
　　1.比较直观，当场就能得到结果；
　　2.能穿透浮泥，可以测量沟底真实深度。
　　其缺点：
　　1.测量效率低。由于测量船移船限于锚缆的长度，移锚时间需要1~2小时。
　　2.海况因素依赖性大。如遇暗流可将水砣冲至好几米。
　　3.测量不精准。受人为控制，视线及角度不同，读出数据有差异

六、管沟多波束测深
　　适用范围：沟底浮泥很少的海沟断面，可以采用多波束测深系统扫查，因受海底浮泥影响，多波束测深系统扫查不到真实沟底的硬基层深度，只能采用水砣法。
　　原理：多波束测深系统通过声波发射与接收换能器阵进行声波广角度定向发射、接收,在与航向垂直的垂面内形成条幅式高密度水深数据,能快速地测出沿航线一定宽度条带内水下目标的大小、形状和高低变化,从而精确可靠地描绘出海底地形地貌的精细特征。与单波束回声测深仪相比,具有测量覆盖范围大、精度准、效率高、记录数字化和实时自动绘图等优点。基本原则是剔除虚假信息，保留真实信息。是计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等的高度集成。

七、多波束测深系统测量过程
　　多波束测深系统的校正：使用声速剖面仪测定水域的声速剖面曲线并输入软件系统中。
　　现场每天进行海水声速剖面测量。值班人员密切关注表层声速变化，若边缘波束水深失真，随即调整声速参数。
　　测量方向沿设计管路由方向，船速不超过4.0节。
　　导航人员发现航线偏离设计测线，及时提醒船长用小舵角修正航向。航迹与设计测线偏离距不大于测线间距的20%，大于该值要补测。
　　遇到船只或水中障碍物，进行避让，绕过障碍物后，再导航至原设计测线继续工作。记录的打标间隔为20m。值班人员详细记录每条测线的首、尾点号，每隔10个点与测量员核对点号。若导航定位信号受干扰中断时，要安排补测。
　　每天海上作业结束后，首先做好数据的存储和备份，回放导航数据和航迹线，检查有无漏测和数据质量不好的地方，要及时标注，做好补测的计划航线。

八、数据处理
　　每天对原始数据分析处理，保证原始资料的准确性。
　　测量结束后，技术人员首先运行专业软件对测量误差进行校正，计算GPS延时（Delay）、横摇差（Roll）、纵摇差（Pitch）、艏偏差（Yaw）等参数值，连同潮位文件、声速文件输入到多波束采集软件中，对每条测线的航迹文件进行消除定位跳点，再对水深进行滤波处理，生成原始DTM数据，然后用软件调入各条测线的DTM文件(.rdf),并转换成其对应格式（.grd）文件。利用软件大范围清理跳点和舍弃不少于10º的边缘波束点，然后形成三维视图，再用软件对测点进行三维数据清理，包括删除跳点和局部平滑，最后对测点进行数据抽稀，输出.grd格式数据文件。再进行Surfer软件网格化处理，输出模型网格化数据，最后生成成果水深数据，供微机绘制水深图。