吴淞导堤安全监测与评估

1、上海交通大学海科(集团)有限公司2011年12月吴淞堤防安全监测与评价中期结果报告1。项目概述：为了适应上海港发展的需要，本世纪初对黄浦江河口进行了整治。1907年至1911年，在河口左侧，即浦西西侧，修建了一条导堤，俗称吴淞导堤(如图1-1所示)；1911年至1921年，在河口的右侧，即浦东一侧，山脊是用石块砌成的，山脊的顶部仅比海滩表面高0.20.3米；1963-1964年，沿石埂抛掷钢碴筑堤，堤顶高程约6.0米(吴淞零点，下同)。目前，导堤的根部是导堤与海堤的连接处(20世纪80年代初被加高加固为宝钢河堤)；这座984米长的码头延伸到河中，守卫着黄浦江入口的左侧。引航堤东临黄浦江，北接长

2、江口宝山支流航道，西接宝台浅滩，南接黄浦江西岸。吴淞水站距堤根上游约60米，是海军码头。导堤建成时，坝顶高程为33.5米，坝顶宽度为5.0米，内坡(黄浦江深边)和外坡(台湾浅滩侧)坡度为133602.5，坝趾宽度为40米。堤坝由木筏、木桩和抛石结构组成。由于路堤的沉降，路堤的坡脚被刷得很深，路堤表面塌陷。目前，堤顶高程仅为2.02.5米，内外坡坡度约为1，333，603，内坡坡脚塌陷至-10-12米，外坡浅滩淤积。堤根滩高程在1.5米以上，堤滩高程在-1.5米以上。码头横断面见图1-2。受上海航道管理中心(甲方)委托，上海交通大学海科(集团)有限公司承担了“黄浦江吴淞岛堤防安全检查与评价”的任

3、务。主要工作如下：(1)导堤探地雷达探测和面波探测。2011年10月22日和2011年11月20日，在吴淞口导堤和护坡结构内部进行了探地雷达和高密度面波勘探现场试验，并对检测数据进行了分析和评价。主要测试内容见表2-1。表2-1，主要检测内容，图2-14，沿大坝轴向的检测线布置(17线)，下图为探地雷达现场数据采集及数据采集结果图例。下图显示了面波探测的野外数据采集和数据采集结果图例。图2-22数据采集与记录，图2-23采集波形，探地雷达完成：已完成全部野外测试和室内基本计算结果，采用探地雷达和高密度面波相结合的勘探方法，对吴淞口导堤内部结构进行了探测。(1)利用500兆赫和50兆赫探地雷达，

4、在坝顶每隔约1.5米进行一条约1.0公里的连续测线，在坝中和坝底每隔约1.5米进行一条约1.0公里的连续测线。共有7条测线，数量为7，984m2(天线)=13，776m。其中：1)码头顶部有3条测线，间距约1.5 m(由于实际码头不同位置的波峰宽度略有差异，将根据当时的情况进行调整)；2)在码头两侧护坡上设置四条轴线测量线(两条内侧，两条外侧护坡)。测线布置如图2-14所示。(2)为了对导流堤分区进行水平探测，使用500兆赫和50兆赫探地雷达在沿导流堤每50米设置一个宽度约为10米的测量区域内以约2米的间隔进行约10米的连续测量，总共140条测量线编号为11、22.2828，共收集了140个1

5、0 m2(天线)=2800 m的探地雷达记录。布局见图2-15。(3)雷达探测结果表明，由于河水的影响，探地雷达信号衰减很快，最大探测频率可达50兆赫根据导堤内部结构的分布数据，剪切波速为300，500 m/s的等值线基本上反映了上部混凝土与堆石体的组合，而剪切波速为200，300 m/s的等值线基本上对应于下部堆石体结构。可以认为剪切波速低于100 m/s的等值线基本上反映了充满水的孔隙。可以看出，导堤内部结构松散，下部泥沙也在波动。2.2码头表面结构超声波检测及综合评价，2.2.1码头顶部混凝土结构超声波检测为综合评价码头整体质量，沿码头轴向设置20个检测区，每5m设置一条测量线，约200

6、条测量线，每条测量线上设置3个基准点，在水平和纵向进行多点强化超声波检测，以反映测量区混凝土内部质量。密集多点示意图3如图3所示。超声波测量每10厘米进行一次，一个基准点有20个测试数据，综合评价该区域的混凝土质量。图4和图6示出了在导向排表面上的研磨操作。测量线A放大图、图4导堤测量线、图5打磨作业、图19基准点超声波测点示意图、图22混凝土试块取样、导堤表面维修结构现场超声波检测、混凝土结构力学性能测试、木桩结构损伤状态检测等。它于11月3日开始进入网站。到目前为止，已经完成了以下初步的野外工作(目前，吴淞大堤检查工程下一阶段工作计划表4，2.3水下地形检查，大堤顶面5盏灯和1座灯塔的中心

7、连线作为大堤轴线，长度为984米，在轴线两侧100米范围内进行水下地形测量。(1)平面和高程控制测量，包括从施工控制网布设到断面基点加密控制的基本控制。(2)截面间距20m，100个截面。(3)加密测量，水下横断面测量距离为5m(线距)，共396个断面，点距为2.5m。(4)绘制纵横断面，数字化测量区域地形图。图24水准高程测量和全球定位系统布局，图25声纳扫描测量和导航堤全球定位系统测量，所有现场和室内计算结果均已完成。根据水上水下GPS和声纳测量结果，对断面数据表及相关的三维图、断面图和等高线图进行了求解，得到以下结论：2.3.1高程引测是基于J2-1(高程：4.034，位于牡丹江路182

8、号)2.3.2平面GPS计算参数是基于GPS平面坐标g3271 (x: 17147.662，897.120)，g 3279(x:16125.255)Y: -499970.0997159930-0.00001991793013482；k:0.99998569358268408 .2.3.2比较吴淞大堤两岸的地形，可以明显看出，长江边的淤积几乎接近大堤的高度，大堤两岸的高差约为716米，对大堤产生较大的侧泥砂压力。2.3.3对照吴淞大堤横断面调查图，可见黄浦江附近有122、123、126、127、128、130、137、138、139、140、141、145、146、147、148和149 2.4水下探测和水下摄像，以保证水下测试结果的准确性和可靠性，了解土工布的结构和损坏情况在水下下坡脚下，潜水员需要对水下声纳探测到的可疑目标进行水下探测和交互式探测。检查是否有坍塌、空洞、砾石、被水冲走的石头或土工布外露等结构性损坏，并检查导堤的结构质量。水下探测指挥和潜水员通过潜水通讯系统对水下目标的结构做出感官判断。并对关键部位进行局部水下摄像。根据潜水员的水下探索具体步骤如下：目前导堤水下勘探已经完成，下一步水下摄像和关键部位勘探正在进行中。在这次勘探中，沿岛堤采集了97个点，并用全球定位系统记录了坐标以确定位置。定好