综合物探方法在防汛墙检测方面的应用

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1、综合物探方法在上海市防汛墙检测方面的应用王书增谭春上海市地质调查研究院（20072）摘要：上海市防汛墙的坚固与否，关系到上海市人民生命与财产的安全，而传统的钻孔取芯方法，由于具有技术与经济方面的不合理，通过物探的方法对防汛墙体进行了检测，取得了不错的应用效果。关键词：防汛墙综合地球物理地震方法裂缝疏松体1.前言上海市位于长江口，黄浦江，苏州河穿越市区，汛期常受台风、高潮、暴雨侵袭，最高潮位高出地面2-3m。严重威胁市区安全。为确保城市安全，l988年8月经国务院批准立项，对上海市黄浦江防汛墙全面进行加高加固，市区形成封闭的安全区域。上海黄浦江中下游防汛墙总

2、长318公里，防御能力达到“千年一遇挡潮标准”，是上海防汛的最主要防线之一。上海市区黄浦江干、支流两岸208km防汛墙有一半左右需要改建或新建，另一半需进行加高或加固，墙顶标高增高0.3～l.lm。加固或改建后的防汛墙为一级水工建筑物，其结构形式为桩基承台式、斜坡式或其他形式，约占防汛墙总长度的1/3。上海防汛墙加固工程完成后，区防洪能力将从原来的接近百年一遇挡潮标准提高到千年一遇挡潮标准。在黄浦江中下游的一些防汛墙岸段，防汛墙墙头承重、墙脚泥土流失，容易出现“头重脚轻”的险情。2003年底，上海市水务局就防汛墙方面的安全措施制定了5个规范性文件：《上海市

3、水闸运行基本条件暂行规定》、《上海市海塘运行维修养护管理暂行规定》、《上海市黄浦江防汛墙维修养护技术和管理暂行规定》、《上海市黄浦江防汛墙安全鉴定暂行办法》、《上海市黄浦江防汛墙养护达标考评暂行办法》。在处理防汛墙安全加固、加高的过程中，利用常规的钻孔方法进行钻探取芯，一方面是时间长，费用高，经济上不合理；另一方面，由于对墙体有破坏作用，造成墙体的损伤，在技术上不合理；第三，由于受全球气候变化的影响，上海的汛期与旱期变化无规律，采用常规的取芯手法，周期过长，在时间上不合理。综合以上各种原因，采取应用地球物理方法原理的无损检测手段对防汛墙体及其基础薄弱的区段

4、进行检测，可以大大降低施工费用、同时在技术上也合理可行，而从时间上则可以避开施工期的旱涝变化周期，是一种可行的检测手段。应用地球物理方法对防汛墙公用岸段地方的隐患（空洞、裂缝等）进行探查，可以查明墙体地下由于自然或其它原因所造成的剥蚀、块石松动、墙体下沉、外移，倾斜等形成的原因及破坏的状况，为堤防工程隐患的防治提供准确的第一手资料。在上海进行防汛墙的地球物理检测，一般采用综合地球物理的方法，也就是说利用各种现代工程上可行的地球物理手段，分别对防汛墙的待检测段进行探查，通过各种方法互相印证的形式进行解释，最后得出结论。一般情况下，运用地质雷达，地震方法，高密

5、度电法相结合的方式进行。2.方法原理简介2.1高密度地震影像法8高密度多波列地震影像法是采用锤击激发震源形式,在相距震源一定距离摆设检波器接收由地下反射回来的地震波,并由地震仪记录、存盘并加以显示，检波器通过人工控制的形式移动，来获得地下丰富的波动场特征资料，对采集到的资料在时间域和频率域进行处理分析，可以推断地下地层（物质）结构。2.2瞬态瑞雷波法瑞雷面波沿介质自由表面传播，由P波和SV波通过彼此干涉产生，瑞雷波的特征研究在理论上已比较成熟。瞬态瑞雷面波法勘探通过采集各频段瑞雷面波的垂向分量，再对采集到的面波资料经过处理，可得到地下各层介质的瑞雷面波速度

6、和及其对应的频率。瑞雷面波速度与横波速度比较接近，并通过一定的函数关系互相对应。利用这一函数，可以获得横波速度，而由横波速度值来推断地下各层介质的物性特征。2.3高密度电阻率法在人工建立的直流电场中，观测垂直断面内自上而下的视电阻率及其变化趋势可以得出地下介质体物性特征。高密度电法便是通过观测这种视电阻率变化特征进行探测的一种物探方法。实际测量时将全部电极（几十根或是上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和电测仪便可实现数据的快速、自动采集，测量结果可实时处理并显示地电断面图。2.4地质雷达方法地质雷达（growndpentrating/probin

7、gradar）简称GPR，是一种新型的、通过对地下目的物及地质现象进行高频电磁波扫描来确定其结构形态及位置并将扫描结果以灰阶或彩色等方式进行显示的地球物理探测方法。当目标体或者掩埋物与周围介质间存在着一定的电磁物性差异时，使用本方法具有很好的应用效果。3工程实例3.1苏州河长宁路-水城路防汛墙检测苏州河长宁路-水城路段防汛墙长250m，墙体为钢筋混凝土材料做成，基础为块石基础。由于建筑时间较长的缘故，部分墙体上出现裂缝，如图1所示，同时，墙体在建成之后便投入运营，长时间没有修缮，部分地下基础由于受降水的影响而出现疏松沉陷，如图2所示，要对损坏的墙体进行评估

8、，同时也要圈定墙体受损坏的程度，地下基础出现疏松沉陷的区域范围进行