1 长江航道整治水下隐蔽工程检测类型

1.1 水下护底检测

长江航道整治工程水下护底的主要作用是保护铺设范围内的河床底质不被水冲蚀，从而达到护底、护脚、防止淘刷、保护工程基础的目的。水下护底检测内容主要有软体排搭接方式、软体排搭接宽度检测、系结物完好性检测、护底范围检测等。

1.2 水下护岸、坝体检测

护岸、筑坝是长江航道整治工程中的两种重要形式，对于堤坝一般重点检测坝根、坝面表面是否出现损毁、淘刷变形，坝身高程是否出现沉降。对于护岸工程重点检测建筑物是否出现沉陷或损坏，水下坡脚是否被淘刷以及变形等。

航道整治工程中，护岸、坝体等构筑物的显著特点是结构范围大、连续性强，对其施工质量以及运行后的破坏状况、水下构筑物受冲刷情况等，往往需要整体性检测才能发现其变形损毁等情况。

1.3 水下抛筑物检测

长江航道整治工程大量运用了抛筑物，如：块石、砂枕、透水框架等，在施工过程中，抛筑物往往是质量控制的重点，同时也是难点，受客观水文环境的影响，抛筑物往往会随着工程的运行使用，出现流失、陷落等情况，由于长期淹没水中，一般难以掌握其技术状况。水下抛筑物检测重点检测范围、类别，整治工程运行后，也可对其进行跟踪检测。

1.4 水下障碍物检测

在进行航道整治和建设前，一般要查明水下障碍物及其分布，是工程设计和施工的基本前提。水下障碍物的来源有自然形成的，也有人为的，如天然沉积物或沉船沉物等。

在航道整治工程中，经常会遇到水下障碍物、浅点，往往需探明障碍物类型、最浅水深、尺度、范围、出泥高度等，特殊情况下还需取样分析，往往需要采取多种技术相结合的措施完成检测任务。

2 长江航道整治水下隐蔽工程检测技术

长江航道整治水下隐蔽工程检测技术按其原理主要可分为光学、声学、磁探测等技术。

2.1 水下光学成像技术

水下光学成像技术主要设备为水下电视，用于对水下人、物、景的摄像及建筑结构的拍摄，提供水下景物的图像。该技术最大特点是，水下摄像时的图像状况能及时在水面上的监视器里显示，其过程可以按需要录制下来。其缺点是对能见度要求较高，要有清晰的视场才能保证摄像效果。

2.2 声呐技术

声呐技术是根据声波在水中以一定的速度 （海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播，遇到目标后以声呐回波的形式反射回来的原理进行工作的（图1）。声呐系统一般是由发射机、换能器(水听器)、接收机、显示器和控制器等几个部件组成。应用声呐技术开发的较成熟的设备有侧扫声呐、多波束、浅层剖面仪以及水声定位、图像声呐系统等。

图1  声呐原理图                               图2 侧扫声呐扫测示意图

2.2.1 侧扫声呐

侧扫声呐由随船行进的发射机（拖鱼）产生两束与船行进方向垂直的扇形波束（图2），声波遇到海底后返回的信号被接收放大，由于传送的距离和返回的时间不同，显示的灰度不同。扫描线一条靠着一条有序地排列起来形成一幅记录图像，这样就可以看到水下微地貌的形态、分布的特征和位于水面下的目标。

2.2.2 多波束

多波束测深系统是在回声测深仪的基础上发展起来的。多波束测深系统在与航迹垂直的平面内一次能够给出几十个甚至上百个深度,一次测线即可获得一条一定宽度的全覆盖水深条带,所以它能精确快速的测出沿航线一定宽度水下目标的大小、形状和高低变化。在测深的同时,也能给出同侧扫声呐一样但分辨率稍低的地貌图。与目前常规单波束比较，具有测深点多、测量迅速快捷、全覆盖等优点。多波束与侧扫声呐在探测水下目标时具有很好的互补性，可以同时应用。

2.2.3 图像声呐

图像声呐由机械转动的声呐波束形成全方位或者某固定扇形角度内的扫描完成探测。它是由一个绕水平坐标轴机械旋转的水听器组成的，图像声呐（机械扫描声呐）通过声呐波束连续转动一连串微小的角度来进行扫描，每一个声呐波束，将返回距离和回波强度的数据，根据这些数据可以模拟形成水下环境的声呐图像（也称水声图像）。

2.2.4 浅层剖面仪

主要用于探测海底浅部地层的类型与结构，最大的特点是能够穿透地层，广泛用于地质环境调查、锚地调查、管线路调查、坝基沉积层调查等。

2.2.5 水下声学定位系统

通常用声基线的距离或激发的声学单元的距离分类，主要分为长基线、短基线和超短基线三类声学定位系统。不同的声学定位系统有着不同的工作原理和方式，而且定位精度也有所不同。长基线的定位精度最高，需长时间布设和收回水下声基阵，操作繁琐；短基线的精度次之，但基阵必须布设在船底，换能器之间的距离一般超过10m，灵活性的使用受到很大的限制；超短基线的精度比短基线略低，优点在于声基阵的所有声单元集中安装在一个收发器中，使用方便灵活，已经被广泛应用于水下导航定位。

2.3 磁探测技术

磁探测技术原理是自然界的矿物质具有不同磁性，可以产生不相同的磁场，使地球磁场在局部地区发生变化，从而出现地磁异常。利用磁力仪发现这些地磁异常，进而可以寻找磁性矿体和研究地质构造。常用的海洋磁力仪通过测定地磁场强度得到反映水下表面物质的磁力异常，可用于寻找具有磁性的物体，如分析有无沉船、水雷等水下铁质障碍物。