題記：日前，隨著最后一條探測(cè)船“黃河物探3號(hào)”在花園口浮橋起船吊運(yùn)，歷時(shí)2個(gè)多月的2014年汛前黃河河道整治工程根石探測(cè)項(xiàng)目外業(yè)工作順利完成了！目前，項(xiàng)目組正在加緊進(jìn)行內(nèi)業(yè)資料整理和成果報(bào)告編寫(xiě)。從最初的改進(jìn)根石探測(cè)方法的簡(jiǎn)單設(shè)想，到如今利用新技術(shù)全自動(dòng)高精度地完成探測(cè)工作，作為項(xiàng)目承擔(dān)單位的黃河設(shè)計(jì)公司工程物探研究院走過(guò)了一條不平凡的技術(shù)創(chuàng)新之路。
“老辦法”步履蹣跚
有人說(shuō)：世界上沒(méi)有哪條河流像黃河這樣對(duì)人類和自然具有如此巨大的塑造力，也沒(méi)有哪個(gè)民族像中華民族這樣對(duì)黃河如此敬畏。它塑造了河套平原等這樣的塞外明珠，也是它的無(wú)情泛濫，給沿黃中下游的河南、山東等地人民帶來(lái)了無(wú)法磨滅的災(zāi)難記憶。 黃河，這是個(gè)讓中華民族懷有如此復(fù)雜情感的河流。
黃河素有“銅頭、鐵尾、豆腐腰”之說(shuō)。 沿黃中下游各處，時(shí)常會(huì)看到諸如花園口決堤處、高村搶險(xiǎn)處等紀(jì)念碑，而黃河下游的標(biāo)準(zhǔn)化堤防工程正是保護(hù)這“豆腐腰”最重要的屏障。 而根石探測(cè)工作就是要摸清堤防工程現(xiàn)狀，為管理部門(mén)防汛決策提供第一手的基礎(chǔ)資料，是黃河河道治理過(guò)程中的重要一環(huán)。
各個(gè)險(xiǎn)工和控導(dǎo)工程的根石是保護(hù)工程沙土坯不被洪水沖走的重要保障，根石按照設(shè)計(jì)的要求襯砌堆放，能夠最大限度地發(fā)揮壩垛的擋水功能，將洪流導(dǎo)向主河道。黃河河道寬，主流隨季節(jié)來(lái)回?fù)u擺，根石被不斷變化的河水沖走，根石缺失較多的堤段易引起壩垛垮塌。水面以上部分的根石缺失肉眼即可看出來(lái)，而水面以下部分的根石情況就需要進(jìn)行探測(cè)了。
傳統(tǒng)的人工錐探是利用長(zhǎng)桿狀物往下?lián)v來(lái)探測(cè)，搗不動(dòng)了就認(rèn)為是到根石，有時(shí)遇到淤積的泥沙、樹(shù)根等雜物，甚至直接影響探測(cè)結(jié)果。整個(gè)探測(cè)全靠現(xiàn)場(chǎng)操作員的直覺(jué)來(lái)判斷，帶有很大的隨機(jī)性和不確定性。老一輩的黃河工程維護(hù)人員早就注意到了這個(gè)老辦法的弊端很多，每次探測(cè)需要大量的人力，效率低下，安全得不到保障。但是苦于多年來(lái)根石探測(cè)的技術(shù)一直沒(méi)有新的突破，還停留在幾十年前的水平上。根石探測(cè)是每年汛前檢測(cè)的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，檢測(cè)時(shí)間只能集中在開(kāi)春的兩三個(gè)月內(nèi)，人工錐探往往不能按時(shí)完成全部檢測(cè)，老辦法的步履蹣跚，已經(jīng)影響到了黃河安瀾的大局。
“新技術(shù)”的成長(zhǎng)之路
“馬上進(jìn)入信息化時(shí)代了，想不到咱們黃河上還在用這么原始的方法探測(cè)根石，這是我們做技術(shù)的黃河人的恥辱??！”憶及當(dāng)初開(kāi)始琢磨根石探測(cè)新技術(shù)的初衷時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)理郭玉松如是說(shuō)。1997年，當(dāng)時(shí)的他還在研究堤防隱患探測(cè)技術(shù)，在大堤上工作時(shí)，看到當(dāng)?shù)睾觿?wù)局的技術(shù)人員拿著測(cè)量竿，一點(diǎn)一點(diǎn)的靠搗來(lái)探測(cè)根石，他不禁想：要是能夠開(kāi)著船走幾遍就把下面的根石探測(cè)清楚就美了！我們黃河設(shè)計(jì)公司應(yīng)該有能力實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想。
從這樣一個(gè)簡(jiǎn)單美好的想法出發(fā)，黃河設(shè)計(jì)公司開(kāi)始了根石探測(cè)新技術(shù)的探索之路。通過(guò)大量的實(shí)踐摸索和技術(shù)調(diào)研，1997年黃河設(shè)計(jì)公司通過(guò)水利部“
經(jīng)過(guò)了十幾年的努力，黃河設(shè)計(jì)公司通過(guò)不斷的實(shí)踐改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，最終形成了一套完整的根石探測(cè)技術(shù)，該成果技術(shù)的先進(jìn)性和工程實(shí)用性得到了黃委領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門(mén)的高度重視，并于2014年度由黃委建管局牽頭制訂了全河推廣應(yīng)用方案。根石探測(cè)新技術(shù)大顯身手的時(shí)機(jī)來(lái)臨了！
傳統(tǒng)與科技的“交鋒”
2014年度的全河根石探測(cè)，是基于淺地層剖面儀的新的根石探測(cè)方式在全河進(jìn)行推廣應(yīng)用的第一年。該技術(shù)由3200-XS淺地層剖面儀、高精度GPS差分定位儀及相關(guān)配套導(dǎo)航軟件、處理軟件等組成。該探測(cè)技術(shù)采用非接觸式淺地層剖面儀進(jìn)行探測(cè)，在不使用人工錐的情況下，可使技術(shù)人員更直觀地觀測(cè)到水底根石分布情況。高精度差分定位儀的應(yīng)用，則保證了測(cè)量的精確性，擺脫了傳統(tǒng)利用水尺進(jìn)行測(cè)量所帶來(lái)的誤差。
在山東東明河務(wù)局高村險(xiǎn)工工程段，新技術(shù)與東明河務(wù)局的人工錐探進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)。通過(guò)這次直觀的對(duì)比試驗(yàn)，東明河務(wù)局的現(xiàn)場(chǎng)工作人員切實(shí)感受到了科技對(duì)傳統(tǒng)工作方式所帶來(lái)的改變。在高村險(xiǎn)工進(jìn)行對(duì)比的22#、23#壩，累積靠水?dāng)嗝?SPAN lang=EN-US>4道。河務(wù)局工作人員利用傳統(tǒng)錐探方式進(jìn)行探測(cè)，共動(dòng)用約10余人力，耗費(fèi)時(shí)間約三個(gè)小時(shí)，整個(gè)探測(cè)過(guò)程由于水流較大，泥沙淤積較為嚴(yán)重，出現(xiàn)了探桿插入淤泥后斷落、無(wú)法拔出等情況。因水流原因，相繼出現(xiàn)探測(cè)船固定不穩(wěn)，測(cè)點(diǎn)偏離斷面線、錐桿無(wú)法垂直錘入、工作人員安全等其它問(wèn)題。在東明河務(wù)局已錐探過(guò)的斷面上，黃河物探2號(hào)船沿著既定測(cè)量軌跡開(kāi)始了測(cè)量，整個(gè)探測(cè)過(guò)程僅用時(shí)五分鐘左右。相對(duì)于傳統(tǒng)錐探2米一個(gè)點(diǎn)距，淺地層剖面儀可直接將水底及泥底情況“掃”出來(lái)，使工作人員更直觀觀測(cè)到根石分布情況。通過(guò)衛(wèi)星、基準(zhǔn)站和移動(dòng)站差分結(jié)算進(jìn)行定位，可將測(cè)量數(shù)據(jù)定位到毫米級(jí)別，為高精度探測(cè)提供了保障。
傳統(tǒng)與科技的碰撞，讓河務(wù)局現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)新技術(shù)贊不絕口：“黃河根石探測(cè)終于用上了高科技?。 比珨?shù)字化及非接觸式的測(cè)量方式，在保證測(cè)量安全的同時(shí)，也可為堤防工程提供相關(guān)數(shù)字化信息，為構(gòu)建“數(shù)字黃河”提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
在整個(gè)全河探測(cè)工作中，項(xiàng)目組成員均積極邀請(qǐng)河務(wù)局相關(guān)工作人員上船參觀，向相關(guān)工作人員講解整個(gè)探測(cè)過(guò)程的基本原理并進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量展示。整個(gè)探測(cè)技術(shù)從工作效率、測(cè)量精度、可靠性和安全性等方面均遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)測(cè)量方式，整個(gè)測(cè)量技術(shù)均受到相關(guān)工作人員的高度評(píng)價(jià)。
一切只為黃河安瀾
根據(jù)黃委要求，2014年度整個(gè)黃河中下游堤防工程根石探測(cè)任務(wù)要在汛前完成，項(xiàng)目組面臨著任務(wù)重、時(shí)間緊、戰(zhàn)線長(zhǎng)等問(wèn)題。為保證項(xiàng)目的順利完成，元宵節(jié)剛過(guò)，還能聞到沿黃兩岸濃濃的炮竹味兒時(shí)，項(xiàng)目組成員便按計(jì)劃分別踏上了駛往各工程的旅途。
料峭的初春，早上和晚上的溫度多在零下。但在下船伊始，黃河物探人就以圓滿完成工作為己任，以船為家，以河為家，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)、嚴(yán)把安全關(guān)。
在河南-山東段，以項(xiàng)目組黃河物探3號(hào)船為主進(jìn)行探測(cè)工作。由于黃河物探3號(hào)船為新竣工探測(cè)船，船工第一次進(jìn)行根石探測(cè)工作，且河南多為大壩頭，易出現(xiàn)回流等水情，因此測(cè)量剛開(kāi)始就出現(xiàn)探測(cè)船偏離設(shè)定的路線等情況。為此，項(xiàng)目組對(duì)探測(cè)質(zhì)量提出嚴(yán)格要求，對(duì)探測(cè)軌跡不上線、探測(cè)數(shù)據(jù)噪音大等問(wèn)題采取多次測(cè)量，重復(fù)采集等技術(shù)措施，嚴(yán)把探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量關(guān)。對(duì)于河南-山東段采沙船多、河道中鋼絲多等問(wèn)題，項(xiàng)目組要求船工和船上人員時(shí)刻注意水情水況，遇到采沙船、鋼絲阻攔段堅(jiān)決不靠近，做到寧可多繞彎，也不為趕時(shí)間而走鋼絲。從枯枝滿樹(shù)的花園口，到春風(fēng)已綠河兩岸的山東鄆城，項(xiàng)目組克服了大風(fēng)、大雨、機(jī)械故障等諸多問(wèn)題，接受了黃委會(huì)建管局、黃河設(shè)計(jì)公司安委會(huì)等部門(mén)和領(lǐng)導(dǎo)的多次現(xiàn)場(chǎng)檢查。
在山東段，遇到的最大問(wèn)題莫過(guò)于浮橋和入?？谧兓媚獪y(cè)的天氣。雖已是草長(zhǎng)鶯飛的四月天，但在墾利的入?？趨s是另外一番情景。毫無(wú)預(yù)兆的大風(fēng)天氣、廣闊的入海口帶來(lái)的GPS信號(hào)的傳輸問(wèn)題等都給項(xiàng)目組帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。本是換上單衣的季節(jié)，項(xiàng)目組成員在這里又重新穿上了厚厚的棉衣。一換一穿之間，仿佛又是一次季節(jié)的變換。
而在陜西、山西段，沒(méi)有了那么多的采沙船、浮橋、鋼絲，而且從禹門(mén)口下船之時(shí)，恰逢上游水位下降、流量變小，行船變的更為安全?？此埔磺卸己茼樌墒窃谶@個(gè)黃河物探船第一次踏足的區(qū)域卻又面臨了新的問(wèn)題。流量變小使整個(gè)上游水位較之前下降近
始于斯，終于斯。隨著最后一條探測(cè)船在花園口起吊，2014年度全河根石測(cè)量工作歷經(jīng)兩個(gè)月的時(shí)間終于緩緩拉上了帷幕。兩個(gè)月里，黃河設(shè)計(jì)公司投入了三個(gè)探測(cè)班組，二十多名技術(shù)人員，三條探測(cè)船及三套淺地層剖面儀，共計(jì)完成了黃河中下游5000多道壩垛的根石探測(cè)工作，摸清了黃河中下游靠水壩的基本情況，為黃河安然度過(guò)今年汛期提供了可靠的基礎(chǔ)資料?？v然過(guò)程是坎坷的，但經(jīng)驗(yàn)是寶貴的，成果是喜人的。
結(jié)束語(yǔ)
從禹門(mén)口到鸛雀樓、從風(fēng)陵渡到西霞院、從花園口到東壩頭、從東平湖到入?？?，持續(xù)兩個(gè)多月時(shí)間，綿延2000多公里，碾轉(zhuǎn)河南、山東、山西、陜西四省，當(dāng)再回過(guò)頭看一眼那雄渾壯闊、百折向前的大河，不禁讓人感嘆：根石探測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不正是一條這樣曲折向前的道路么！黃河寧，天下平。黃河物探人愿用自己的智慧和汗水，保衛(wèi)黃河安瀾！