廣西藍(lán)闊海洋工程有限公司是由行業(yè)精英組建的專業(yè)水下工程公司,融合國(guó)際先進(jìn)工藝與本土作業(yè)經(jīng)驗(yàn),全方位滿足各類水下工程嚴(yán)苛需求。
在海洋工程建設(shè)中,水下溝槽開挖是一項(xiàng)極為基礎(chǔ)且關(guān)鍵的作業(yè)環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)鋪設(shè)的管道、線纜等設(shè)施能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。而要確保水下溝槽開挖達(dá)到高精度標(biāo)準(zhǔn),精準(zhǔn)的測(cè)量與定位技術(shù)起著決定性作用。
水下環(huán)境復(fù)雜,給溝槽開挖的測(cè)量與定位帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。海水具有一定的渾濁度,嚴(yán)重影響光學(xué)設(shè)備的觀測(cè)效果,使得常規(guī)陸地測(cè)量手段難以適用。此外,水流的持續(xù)作用會(huì)使測(cè)量設(shè)備產(chǎn)生位移,增加測(cè)量數(shù)據(jù)誤差。而且,不同海域的地形地貌差異極大,從平坦的海底平原到崎嶇的海山區(qū)域,這要求測(cè)量與定位技術(shù)具備高度的靈活性和適應(yīng)性,以應(yīng)對(duì)多樣化的作業(yè)場(chǎng)景。
為突破這些難題,聲學(xué)測(cè)量技術(shù)在水下溝槽開挖中得到廣泛應(yīng)用。其中,多波束測(cè)深系統(tǒng)堪稱核心技術(shù)之一。它通過(guò)向海底發(fā)射多個(gè)波束,能夠同時(shí)獲取大面積海底地形信息,快速生成高精度的三維海底地形圖。與傳統(tǒng)單波束測(cè)深儀相比,多波束測(cè)深系統(tǒng)大幅提升了測(cè)量效率和精度,可清晰分辨出海底微小起伏,為溝槽開挖設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)的地形數(shù)據(jù)。例如,在某跨海大橋橋墩基礎(chǔ)施工的水下溝槽開挖項(xiàng)目中,多波束測(cè)深系統(tǒng)測(cè)量出海底礁石分布及地形變化,幫助施工團(tuán)隊(duì)合理規(guī)劃溝槽走向,避開復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域,保障了開挖作業(yè)順利進(jìn)行。
差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)在水下定位方面發(fā)揮著重要作用。該系統(tǒng)通過(guò)在已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站上設(shè)置 GPS 接收機(jī),對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行觀測(cè),計(jì)算出 GPS 測(cè)量誤差,再將誤差信息發(fā)送給流動(dòng)站,從而有效消除衛(wèi)星信號(hào)傳播過(guò)程中的誤差,實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度。在水下溝槽開挖作業(yè)船定位中,DGPS 實(shí)時(shí)為船只提供位置信息,結(jié)合電子海圖系統(tǒng),操作人員可直觀掌握船只與設(shè)計(jì)開挖位置的偏差,及時(shí)調(diào)整航向和開挖參數(shù),確保溝槽開挖嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)線路推進(jìn)。在某海底光纜鋪設(shè)工程的溝槽開挖作業(yè)中,DGPS 助力施工船精準(zhǔn)定位,使開挖溝槽與光纜鋪設(shè)路徑完美匹配,極大提高了施工質(zhì)量和效率。
慣性導(dǎo)航技術(shù)作為一種自主性強(qiáng)的導(dǎo)航定位手段,在水下溝槽開挖領(lǐng)域也具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。它基于陀螺儀和加速度計(jì)測(cè)量載體的角速率和加速度,通過(guò)積分運(yùn)算確定載體姿態(tài)和位置變化。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不受外界信號(hào)干擾,可在水下持續(xù)穩(wěn)定工作,為測(cè)量設(shè)備和開挖作業(yè)機(jī)械提供可靠的姿態(tài)與位置信息。在復(fù)雜海況下,當(dāng) GPS 信號(hào)受遮擋或聲學(xué)信號(hào)傳播受影響時(shí),慣性導(dǎo)航技術(shù)能保障測(cè)量與定位工作不間斷進(jìn)行。在深海油氣田開發(fā)的水下管道溝槽開挖項(xiàng)目中,配備慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的水下機(jī)器人可在遠(yuǎn)離母船且信號(hào)不佳的區(qū)域,依據(jù)預(yù)先設(shè)定程序,精準(zhǔn)執(zhí)行溝槽開挖任務(wù),確保管道鋪設(shè)基礎(chǔ)的精準(zhǔn)施工。
為進(jìn)一步提升測(cè)量與定位精度,多種技術(shù)常融合使用。例如,將多波束測(cè)深系統(tǒng)、DGPS 與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)集成于一體,構(gòu)建綜合測(cè)量定位系統(tǒng)。在實(shí)際作業(yè)中,多波束測(cè)深系統(tǒng)負(fù)責(zé)獲取高精度海底地形數(shù)據(jù),DGPS 提供的位置信息,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)則實(shí)時(shí)修正因水流、船舶晃動(dòng)等引起的測(cè)量設(shè)備姿態(tài)變化,三者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),全方位保障水下溝槽開挖測(cè)量與定位的精準(zhǔn)性。在某大型海底隧道工程的水下溝槽開挖作業(yè)中,該綜合測(cè)量定位系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用,精準(zhǔn)引導(dǎo)開挖設(shè)備,使溝槽深度、寬度及中心線位置誤差均控制在極小范圍內(nèi),為后續(xù)隧道盾構(gòu)施工創(chuàng)造了良好條件。
水下溝槽開挖的測(cè)量與定位技術(shù)正不斷發(fā)展創(chuàng)新,從單一技術(shù)應(yīng)用向多技術(shù)融合方向邁進(jìn),從滿足基本精度要求向追求精準(zhǔn)目標(biāo)跨越。這些技術(shù)的進(jìn)步,有力推動(dòng)了海洋工程建設(shè)朝著更高效、更安全、更優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展,為人類開發(fā)利用海洋資源、拓展海洋生存空間奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),助力海洋經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮發(fā)展。
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