一種軟體排沉排方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水利施工測量技術(shù)，尤其是涉及一種軟體排沉排方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 河道堤岸崩塌、灘槽沖淤、航道移位等是河床演變最普遍的現(xiàn)象，對水利工程防護(hù) 和航道整治都具有重要的影響。在航道整治工程中，在岸坡和灘面鋪設(shè)軟體排以減少岸、灘 沖刷，穩(wěn)定河床和航道是工程整治的重要措施。
[0003] 根據(jù)施工機(jī)具的能力，軟體排的寬度一般為20m，長度則依據(jù)需要防護(hù)的范圍而 定。在鋪設(shè)過程中，一般是希望將排體平整地鋪設(shè)在河床上，兩塊軟體排之間搭接3m左右， 以產(chǎn)生更好地防護(hù)效果。
[0004] 當(dāng)水流流速較快、水深較大時(shí)，軟體排在著床過程中會(huì)漂浮擺動(dòng)，甚至翻卷，不易 沉放到設(shè)定的位置；容易在前后兩列軟體排之間出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致該間隙處被沖刷開來，撕裂 軟體排，降低軟體排使用壽命。所以在軟體排沉放后需要檢測其具體位置，為鋪設(shè)下一個(gè)排 體提供依據(jù)，避免相鄰軟體排之間出現(xiàn)間隙?，F(xiàn)有的檢測方法主要有兩種：其一是采用側(cè) 掃聲吶對河床進(jìn)行掃描，得出施工區(qū)的地形，再判斷軟體排的位置。由于水流渾濁、地形復(fù) 雜、掃描精度等因素的影響，此方法較難檢測出軟體排的準(zhǔn)確位置，此外，側(cè)掃聲吶的成本 較高，操作也很復(fù)雜。其二是由潛水員直接潛入河床探測，此方法不易進(jìn)行測點(diǎn)定位，且具 有一定的危險(xiǎn)性，成本也較高。
[0005] 故如何設(shè)計(jì)一種軟體排沉排方法，使其能夠檢測出軟體排沉排位置，進(jìn)而避免相 鄰軟體排之間出現(xiàn)間隙，同時(shí)使其具有操作簡單，成本低廉，可行性好，精確度高的特點(diǎn)，成 為本領(lǐng)域人員有待考慮的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種能夠檢 測出軟體排沉排位置，進(jìn)而避免相鄰軟體排之間出現(xiàn)間隙，同時(shí)使其具有操作簡單，成本低 廉，可行性好，精確度高的特點(diǎn)的軟體排沉排方法，保證軟體排沉排效果并延長軟體排壽 命。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案： 一種軟體排沉排方法，施工時(shí)軟體排沿河床寬度方向一列一列地依次施工，且每列軟 體排之間邊緣相互搭接，每列軟體排施工時(shí)，先將軟體排排頭段鋪設(shè)固定在河床兩側(cè)上部 河堤上，然后采用鋪排船承載軟體排排尾部分，鋪排船向外緩慢行駛，行駛過程中在鋪排船 上完成砼塊和排布的連接鋪排，并通過鋪排船上的翻板結(jié)構(gòu)引導(dǎo)排布沉入江中，使其靠自 重下沉并貼合到河床兩側(cè)底面上；每列軟體排鋪排過程中，檢測出該列軟體排實(shí)際沉降位 置，再結(jié)合該軟體排的沉排位置，計(jì)算出水平方向上的偏移量，然后在下一列軟體排鋪排過 程中，沉排時(shí)根據(jù)得到的上一列軟體排的偏移量在水平方向預(yù)先補(bǔ)償相同距離后再進(jìn)行沉 排；其特征在于，檢測每列軟體排實(shí)際沉降位置時(shí)，采用一個(gè)基站和三個(gè)移動(dòng)站的GPS定位 系統(tǒng)，將三個(gè)移動(dòng)站安裝在測量船上并行至檢測點(diǎn)上方，在排體邊緣設(shè)定檢測點(diǎn)位置安裝 超聲波發(fā)射傳感器，在三個(gè)移動(dòng)站周圍安裝超聲波接收傳感器，靠三個(gè)超聲波接收傳感器 接收并測出超聲波到達(dá)的傳播時(shí)間，計(jì)算出距離，同時(shí)由移動(dòng)站的信息確定三個(gè)超聲波接 收傳感器的三維坐標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯即得出檢測點(diǎn)的空間位置，即得到該列軟體排實(shí)際 沉降位置。
[0008] 這樣，本發(fā)明能夠精確快捷地檢測出軟體排沉排位置，進(jìn)而避免相鄰軟體排之間 出現(xiàn)間隙，保證軟體排沉排效果并延長軟體排壽命。
[0009] 上述方案中，所述檢測每列軟體排實(shí)際沉降位置時(shí)，具體可以是采用以下步驟： a、在軟體排沉放之前在排體邊緣設(shè)定檢測點(diǎn)，并在檢測點(diǎn)安裝定位環(huán)，采用牽引繩可 拉動(dòng)地穿過定位環(huán)并連接形成繩環(huán)，繩環(huán)整體長度超過水深并在繩環(huán)上端連接浮體； b、獲取一套包括一個(gè)基站和三個(gè)移動(dòng)站的GPS定位系統(tǒng)，在沉排作業(yè)區(qū)岸邊上方開敞 的位置架設(shè)所述基站，測定基站的三維坐標(biāo)；在測量船上安裝所述三臺(tái)移動(dòng)站，三臺(tái)移動(dòng)站 為呈三角形布置在同一水平面，基站與移動(dòng)站無線通訊連接； c、 獲取一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器(優(yōu)選采用大功率、大發(fā)散角的超聲波發(fā)射傳感器)，和 三個(gè)超聲波接收傳感器組成局部坐標(biāo)測量系統(tǒng)，三個(gè)超聲波接收傳感器分別設(shè)置于三臺(tái)移 動(dòng)站的正下方固定高度位置處；（用于接收超聲波傳感器寫好并計(jì)算得到超聲波傳感器與 對應(yīng)GPS移動(dòng)站的距離。） d、 軟體排沉排過程中，當(dāng)檢測點(diǎn)沉入到河床后，浮體浮于河面，需要檢測時(shí)，靠上述測 量船行至浮體位置獲取到繩環(huán)，將超聲波發(fā)射傳感器安裝固定在繩環(huán)上，然后拉動(dòng)繩環(huán)使 得超聲波發(fā)射傳感器下行到定位環(huán)位置后定位； e、從測量船向超聲波發(fā)射傳感器發(fā)送啟動(dòng)指令，超聲波發(fā)射傳感器工作發(fā)出信號(hào)，由 三個(gè)超聲波接收傳感器接收并測出超聲波到達(dá)的傳播時(shí)間，根據(jù)(溫度修正的）水聲速計(jì)算 每個(gè)超聲波接收傳感器距超聲波發(fā)射傳感器的距離，同時(shí)由移動(dòng)站的信息確定三個(gè)超聲波 接收傳感器的三維坐標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯即得出超聲波發(fā)射傳感器的三維坐標(biāo)即得到檢測 點(diǎn)的空間位置；（實(shí)施時(shí)，可以將測量船在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，經(jīng)多次檢測和誤差校正，最后得 出此發(fā)射傳感器的準(zhǔn)確坐標(biāo)，即沉排測點(diǎn)的三維坐標(biāo)） f、一個(gè)檢測點(diǎn)測量完成后，可以拉動(dòng)繩環(huán)收回發(fā)射傳感器，同時(shí)剪短繩環(huán)可以拉取收 回繩環(huán)，換下一個(gè)檢測點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行上述檢測，得出排體邊緣各檢測點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)后，連線即 得出排體的邊緣線，完成軟體排沉排位置檢測。（實(shí)施時(shí)靠本方法測定出前后兩個(gè)沉排的相 對位置，即可以為下一個(gè)沉排的鋪設(shè)提供依據(jù)；同時(shí)將定位環(huán)固定在沉排的任何位置，則可 以測量沉排任何位置的三維坐標(biāo)。實(shí)施時(shí)還可以在每個(gè)沉排下游邊緣和排尾留幾個(gè)浮球， 以利工程驗(yàn)收測量。）。
[0010] 作為優(yōu)化，a步驟中，牽引繩優(yōu)選采用不銹鋼航空鋼絲繩，其質(zhì)量更加可靠。
[0011] 作為優(yōu)化，a步驟中，浮體可優(yōu)選采用汽車輪胎、游泳圈等，其作用是牽引鋼絲繩環(huán) 套至水面。這樣可以廢物利用，節(jié)省成本。
[0012] 作為優(yōu)化，d步驟中，超聲波發(fā)射傳感器安裝在一密閉容器中，密閉容器尺寸大于 定位環(huán)內(nèi)徑，靠密閉容器和繩環(huán)的連接完成超聲波發(fā)射傳感器的安裝，在拉動(dòng)繩環(huán)過程中 拉不動(dòng)時(shí)判斷超聲波發(fā)射傳感器已經(jīng)下行到定位環(huán)位置。這樣，可以更加利于密封防水，且 方便判斷超聲波發(fā)射傳感器是否下行到位。進(jìn)一步地，所述密閉容器的下端重力大于上端， 其上端為非金屬材質(zhì)且具有一空腔，所述超聲波發(fā)射傳感器安裝在密閉容器內(nèi)部下端且超 聲波發(fā)射傳感器的信號(hào)發(fā)射端向上位于空腔內(nèi)，密閉容器的下端外部和繩環(huán)固定連接；這 樣可以保證傳感器始終處于發(fā)射端向上的狀態(tài)，保證信號(hào)的傳輸并降低檢測誤差。
[0013] 上述方案中，所述檢測每列軟體排實(shí)際沉降位置時(shí)，具體還可以是采用以下步 驟： a、在軟體排沉放之前在排體邊緣設(shè)定檢測點(diǎn)，并在檢測點(diǎn)連接一根牽引繩，牽引繩整 體長度超過水深并在牽引繩上端連接浮體； b、獲取一套包括一個(gè)基站和三個(gè)移動(dòng)站的GPS定位系統(tǒng)，在沉排作業(yè)區(qū)岸邊上方開敞 的位置架設(shè)所述基站，測定基站的三維坐標(biāo)；在測量船上安裝所述三臺(tái)移動(dòng)站，三臺(tái)移動(dòng)站 為呈三角形布置在同一水平面，基站與移動(dòng)站無線通訊連接； c、 獲取一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器(優(yōu)選采用大功率、大發(fā)散角的超聲波發(fā)射傳感器)，和 三個(gè)超聲波接收傳感器組成局部坐標(biāo)測量系統(tǒng)，三個(gè)超聲波接收傳感器分別設(shè)置于三臺(tái)移 動(dòng)站的正下方固定高度位置處；（用于接收超聲波傳感器寫好并計(jì)算得到超聲波傳感器與 對應(yīng)GPS移動(dòng)站的距離。） d、 軟體排沉排過程中，當(dāng)檢測點(diǎn)沉入到河床后，浮體浮于河面，需要檢測時(shí)，靠上述測 量船行至浮體位置獲取到牽引繩，在超聲波發(fā)射傳感器上連接一個(gè)圓環(huán)和一根整體長度超