| 项目基本内容 |
[主要研究内容]：
江苏位于中国东部沿海中心，省内有码头、防波堤、桥梁等一系列涉水工程。涉水
工程的水下结构工作环境恶劣，容易引发安全问题。为此，相关规范已对水下工程检测
做出明确要求，但目前常规的水下探摸、多波束、侧扫声纳等水下检测技术存在明显的
不足。项目引进美国 Teledyne Blueview 公司研发的 Motion Scan 动态走航三维成像声呐
系统开展动态走航三维成像扫测技术在水下工程结构检测中的应用研究。项目从理论分
析入手，综合室内模型试件试验研究，初步掌握该项技术的基本操作及相关的技术指标，
然后分别开展了重力式码头、直立式防波堤和大型桥梁的工程应用研究，形成了一套较
为完整的水下结构动态走航三维成像扫测方法。
[主要研究成果]：
（1）通过室内模型试验，研究了三维成像声纳对不同尺寸立方体试块、不同尺寸圆
柱体试块、边界材质和桩体缺陷的成像情况，得到了以下结论： a.系统可以有效识别厘米
级的物体及其缺陷；b.系统扫测表面光滑且质地坚硬的物体时会产生声波信号的镜面发射- 2 -
从而无法获得有效数据； c.水面上层为系统的扫测盲区，存在强噪音干扰。
（2）以连云港港徐圩港区预制厂出运码头工程为依托，分析了三维成像声纳应用于
重力式码头工程时的测站布置、参数设置等，实现了重力式码头水下结构尺寸测量、前
沿障碍物识别、沉箱安放质量检测和基础局部冲刷淘空检测。
（3）以连云港港徐圩港区直立式防波堤工程为依托，分别对单座筒式基础、搭接缝
未处理的相邻筒式基础、搭接缝已处理的相邻筒式基础进行了扫测分析，实现了相邻筒
式基础搭接缝宽度定量检测、搭接缝堵缝效果定性检测、筒式基础下沉情况检测。
（4）以苏通大桥为依托，分析了动态工作模式下的硬件构成、软件构成、数据传输、
PDS 系统配置系统、安装偏差校准等，实现了桥梁水下桩基完整性判断、临时桩等水下
碍航物识别、水下地形测绘，其中水下地形测绘结果与多波束扫测结果基本一致。- 3 -
[标准、指南、工法、专利、论文等成果]：
1 ．《 一 种 水 下 变 频 测 深 仪 探 头 的 固 定 装 置 》（ 授 权 实 用 新 型 专 利 ：
ZL201420803940.X）
2.《涉水工程水下结构检测现状分析及展望》（中国水运录用，拟于 5 月份见刊）
[主要创新点]：
（1）利用室内模型试验，研究得到了动态走航三维成像扫测系统对不同尺寸立方体
试块、不同尺寸圆柱体试块、边界材质和桩体缺陷的成像规律。
（2）将动态走航三维成像扫测系统应用到重力式码头水下结构的检测中，实现了码
头水下结构尺寸测量、前沿障碍物识别、沉箱安放质量检测和基础局部冲刷淘空检测。
（3）将动态走航三维成像扫测系统应用到直立式防波堤工程的检测中，实现了相邻
筒式基础搭接缝宽度定量检测、搭接缝堵缝效果定性检测、筒式基础下沉情况检测。
（4）将动态走航三维成像扫测系统应用到大型桥梁水下结构的检测中，实现了碍航
物识别、地形测绘、桩基完整性检测。
（5）自行设计了适用于大流速条件下的船舷安装固定装置。
[研究成果的科学意义及应用前景]：
本项目基于美国 Teledyne Blueview 公司研发的 Motion Scan 动态走航三维成像声呐
系统开展声呐三维成像扫测技术在水下工程结构检测中的应用研究。项目的研究可以提
高水下工程的检测水平， 进一步扫除码头、防波堤、桥梁等相关工程的检测盲区，使业
主和相关部门更为全面准确地掌握工程目前的健康状态，及时发现水下工程的安全隐患，
进而采取针对性的措施，防止整个结构健康状况不断恶化，甚至发生突发性的安全事故。- 4 -
在经济效益方面，本项目的研究可以有效的提升和维护水下工程的健康状况，延长其使
用寿命，减少大修大补费用，更好地实现水下工程的经济价值。在社会效益方面，本项
目的研究在保障水下工程安全的同时，也在为人民群众的生命财产安全，为航道的绿色
生态，为水运体系的畅通稳定提供有力保障，因此该项目的研究也具有显著的社会效益。
该课题2017年4月通过江苏省交通运输厅的验收，其成果总体达到国内领先。 |
