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1、吴淞导堤安全监测与评估 中期成果汇报上海交大海科（集团）有限公司 二零一一年十二月1.工程概况 为了发展上海港的需要，本世纪初开始整治黄浦江河口。 19071911年在河口左侧，即浦西侧，建导堤，即人们惯称 的吴淞导堤（如图1-1所示）；19111921年在河口右侧， 即浦东侧，抛石建石埂，埂顶仅高出滩面0.20.3米； 19631964年沿石埂抛钢碴筑堤，堤顶高程6.0米左右（吴 淞零点，下同）。 现在导堤堤根是导堤和海堤（八十年代初加高加固为宝钢江 堤）的结合部；984米导堤伸入江中，扼守在黄浦江口门左 侧。导堤东临黄浦江深泓，北瀕长江口宝山支水道，西靠炮 台湾浅滩，南接黄浦江西岸，距堤根
2、上游约60米处为吴淞水 位站，再上为海军码头。 导堤始建时堤顶高程33.5米，堤顶宽5.0米，内坡 （黄浦江深泓一侧）、外坡（炮台湾浅滩一侧）坡 度1:2.5，堤脚宽40米；堤身为柴排、木桩、抛石结 构。由于堤身沉降，堤脚刷深，堤面坍落，现在堤 顶高程仅2.02.5米，内外坡坡度约为1:3，内坡坡 脚刷深下坍至-10-12米上下，外坡浅滩淤高，堤根 滩地高程1.5米以上，堤头滩地高程-1.5米上下。 导堤断面如图1-2所示。 受上海市航道管理中心（甲方）的委托，上海交大海科（集团）有限 公司承担了“黄浦江吴淞岛堤安全检测与评价”的任务。主要完成了以下 工作：2.1导堤探地雷达检测及面波勘探于2
3、011年10月22日11月20日对吴淞口导堤及护坡结构内部进行了探地 雷达及高密度面波勘探的现场试验，并对检测数据进行了分析评价。主 要检测内容见表2-1。表2-1 主要检测内容探地雷达表面波勘探 勘探位置剖面数每剖面长度(m)勘探位置剖面数每剖面长度(m) 堤坝顶 部32 （50 MHz、500 MHz）984堤坝顶 部1984护坡42 （50 MHz、500 MHz）9841402 （50 MHz、500 MHz）10图2-14 沿堤坝轴向检测测线平面布置图 (测线17)下图为探地雷达现场数据采集及数据采集结果图例。下图为 面波探测现场 数据采集及数据采集结果图例。图2-22 数据采集与记
4、录图2-23 采集的波形图探地雷达完成情况：完成全部现场检测以及基本的内业计算成果，通过探地雷达 和高密度面波相结合的勘探方法，对吴淞口导堤进行了内部结构检测。(1) 对导堤轴向测线，利用500 MHz及50 MHz探地雷达对堤坝的坝顶每间隔 约1.5 m进行连续约1.0 km的测线检测，对堤坝的坝中段、坝脚每间隔约1.5 m进 行连续约1.0 km的测线检测，共7条测线，编号分别为，共采集7 984 m2（天线） = 13776 m探地雷达记录。其中：1）导堤顶部测线3条，测线间距 1.5 m左右（因实际导堤不同位置坝顶宽度略有差异，届时将根据情况酌情调整 ）；2）导堤两侧护坡设置轴向测线4
5、条（内外侧护坡各2条）。测线布置如图2- 14所示。(2) 对导堤分区横向检测，利用500 MHz及50 MHz探地雷达对沿导堤每50 m设 置的宽度约为10 m的测区每间隔约2 m进行连续约10 m的测线检测，共140条测 线，编号分别为11、222828，共采集140 10 m2（天线）= 2800 m探地雷达记录。平面布置图见2-15。(3) 雷达勘探的结果显示由于河水的影响，探地雷达信号衰减很快，50 MHz的雷 达最大测深可达6米，500 MHz的雷达最大测深可达1.5米。综合两种雷达天线的检 测结果，可以认为表层2030cm为堤坝钢筋混凝土层，混凝土内部分布不均匀， 内部存在大量的
6、残损状况。钢筋混凝土下部为堆石层，钢筋混凝土与堆石之间存在 较多大的孔隙。堆石与其下部的淤泥结合部，由于雷达信号衰减较大，无法判断。(4) 从高密度面波勘探结果可以看到，导堤的内部构造有混凝土、堆石、淤泥等组成 。其横波速度自上至下分别为300500 m/s，200300 m/s，100200 m/s，100 m/s 以下。根据导堤内部结构分布资料，可以发现横波速度300500 m/s的等值线基本反 映了上部混凝土及堆石结合的部分，而横波速度200300 m/s等值线基本对应下部堆 石构造，能够认为横波速度100 m/s以下等值线基本反映了充满水的孔隙。可以看出 导堤内部结构存在较大的疏松现象
7、，下部淤泥也存在较大的起伏。2.2导堤表面结构超声波检测及综合评价2.2.1导堤顶部混凝土结构的超声波检测 为全面评价导堤整体的质量情况，沿导堤轴向设置检测区域20个，每 5m布置一条测线，约200条测线，且在每条测线上设置三个基准点，并在 横向与纵向方向上对该点测区范围内进行多点密集的超声波检测，以反映 该测区范围内的混凝土内部质量情况。多点密集的示意图3如所示，在其四 周，每10cm进行一次超声波测量，则一个基准点共有20个检测数据，以综 合评价该区域的混凝土质量情况。图4、图6展示了导堤面上的打磨作业。图A 测线放大图图4 导堤测线图6 打磨作业图5 基准点的超声波测点示意图图图19 混
8、凝土试块试块 取样样图22 切割木桩导堤表面维护结构的现场超声波检测、混凝土结构的力学特性试验以及木 桩结构受损状态检测等三方面内容，从11月3日开始进场，到目前为止， 已经完成了前期的如下现场工作（目前工作的完成情况具体可见表1）， 下一阶段的工作安排请见下表4。 表4 吴淞导导堤检测项检测项 目下一阶阶段工作计计划日期项目试验 内容备注12011/12/21- 2011/12/24导堤顶部混凝土 超声波检测局部缺陷区域 进行加密检测22011/12/22- 2011/12/28木桩切片检测32011/12/26- 2011/12/28混凝土块力学特性 室内试验2.3水下地形检测导堤顶面 5
9、 座灯标及 1 座灯塔的中心连线作为导堤的轴线， 长度为984米，在轴线两侧距轴线 100m的范围内进行水下地形测量。 (1) 平面、高程控制测量，包括从施工控制网布设的基本控制、断 面基点的加密控制。 (2) 横断面间距为20m，共100条横断面。 (3) 对于加密测量，水下横断面测量间距 5m（线距），共396个断 面，点距 2.5m。 (4) 绘制纵横断面图，并对测区地形图进行数字化。图24 水准高程引测及GPS布设图25 声纳扫测及导堤GPS测量 完成全部外业和内业计算成果，根据水上、水下GPS及声纳测量结果， 解算出断面数据表及相关三维图、断面图和等高线图，得到如下结论： 2.3.1
10、 高程引侧依据J2-1（高程：4.034，位于牡丹江路182淞宝路），测 得堤角高程为3.918，往返测量闭合差为0.465mm。 2.3.2 平面GPS解算参数依据上海市测绘院提供的GPS平面坐标G3271(X： 17147.662，897.120)，G3279(X：16125.256，2173.419)， G4206(16687.635，2241.819)。中央子午线取121.28，平面四参数依次为： X:-3457100.8334616702；Y: -499970.0997159930；：- 0.00001991793013482；k：0.99998569358268408。 2.3.2
11、 对吴淞导堤两侧地形进行比较，显然，长江侧淤积几乎接近导堤高度 ，导堤两侧高程高差约为716米不等，对导堤产生较大的横向泥砂压力。 2.3.3 从吴淞导堤的断面测量图进行比较看出：靠近黄浦江侧，其中122、 123、126、127、128、130、137、138、139、140、141 、145、146、147、148、149、150、151、152、153、 154断面下部坡脚有冲刷情况。2.4水下探摸与水下摄像为了确保水下检测结果准确可靠，具体了解水下坡脚底的土工布、 碎石铺面、块石护坡等部分的构造与破损情况，需要潜水员进行水下探 摸，对水下声纳检测的可疑目标，进行潜水员交互探摸。检查导堤
12、坡面 是否存在塌陷、空洞、碎石以及块石被水冲走或土工布露底等结构性破 坏，检查导堤结构质量状况。水下探摸指挥与潜水员通过潜水通讯系统 ，对水下目标的构造进行感观判断。并针对重点部位进行局部的水下摄 像。并根据潜水员水下探摸的情况做详细记录，对重点部位的摄像资料 制作成光盘。具体步骤如下： 目前已完成导堤水下探摸，正在进行下一步水下摄像与重点部位 探摸。本次探摸共在岛堤边取了97个点，并用gps记录下坐标，来确定位 置。在固定住船后潜水员先在船上下水，通过从船上拉到岸边的绳子来确 定走向，垂直于岛堤向外探摸40米到50米，并通过潜水电话及时向水面 上人员汇报情况，由水面上人员进行记录。详细情况见附录A0水下检测 现场记录表。除了探摸，水下录像也先进行了多种方法，受水质的影响，录像的效 果不是很理想，后续会重点把水下录像的工作完成。谢谢！
