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1、吴淞导堤安全监测与评估,1,吴淞导堤安全监测与评估中期成果汇报,二零一一年十二月,吴淞导堤安全监测与评估,2,1.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
2、西岸，距堤根上游约60米处为吴淞水位站，再上为海军码头。,吴淞导堤安全监测与评估,3,吴淞导堤安全监测与评估,4,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。,吴淞导堤安全监测与评估,5,吴淞导堤安全监测与评估,6,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
3、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2011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,吴淞导堤安全监测与评估,7,吴淞导堤安全监测与评估,8,图2-14 沿堤坝轴向检测测线平面布置图 (测线17),吴淞导堤安全监测与评估,9,吴淞导堤安全监测与评估,10,下图为探地雷达现场数据采集及数据采集结果图例。,吴淞导堤安全监测与评估,11,吴淞导堤安全监测与评估,12,下图为面波探测现场数据采集及数据采
4、集结果图例。,图2-22 数据采集与记录,吴淞导堤安全监测与评估,13,图2-23 采集的波形图,吴淞导堤安全监测与评估,14,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
5、（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、22.2828，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
6、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。,吴淞导堤安全监测与评估,15,(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
7、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，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
8、导堤面上的打磨作业。,吴淞导堤安全监测与评估,16,吴淞导堤安全监测与评估,17,图A 测线放大图,吴淞导堤安全监测与评估,18,图4 导堤测线,吴淞导堤安全监测与评估,19,图6 打磨作业,图5 基准点的超声波测点示意图,吴淞导堤安全监测与评估,20,图19 混凝土试块取样,吴淞导堤安全监测与评估,21,图22 切割木桩,吴淞导堤安全监测与评估,22,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 吴淞导堤检测
9、项目下一阶段工作计划,吴淞导堤安全监测与评估,23,2.3水下地形检测,导堤顶面 5 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。,吴淞导堤安全监测与评估,24,图24 水准高程引测及GPS布设,吴淞导堤安全监测与评估,25,图25 声纳扫测及导堤GPS测量
10、,吴淞导堤安全监测与评估,26,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 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:-3457100.833
11、4616702；Y: -499970.0997159930；：-0.013482；k：0.99998569358268408。 2.3.2 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。,吴淞导堤安全监测与评估,27,2.4水下探摸与水下摄像,为了确保水下检测结
12、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：,吴淞导堤安全监测与评估,28,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。,吴淞导堤安全监测与评估,29,谢谢！,