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第三节 工程测量和地质勘察 2004/7/11 14:17:46

工程测量和地质勘察,划分为厂区及附属工程、港口码头和自备电厂三个部分。上海市、冶金部和指挥部从规划建厂方案起,从中日双方技术谈判,到一、二期工程建设,都把工程测量和地质勘察放在前期工作的首位。

一、工程测量

工程建设开始时,首先测量厂区规划范围的是上海市测绘院,以其绘制的地形图作为厂区规划设计和征地的依据。担负工程测量任务的是上海勘察院。随着工程建设项目增多,工程测量任务逐渐加大,1982年指挥部要求武汉勘察公司(以下简称武勘)参加工程测量工作。武勘迅速调派测量人员携设备抵工地,承担引水工程水下地形测量及其他控制点与地形测绘。在一期工程施工期间,建立了指挥部、分指挥部、工程公司三级测量体制。一期工程竣工后,由武勘承担一期工程现状图和大版图的测绘任务。1989年上海勘察院撤离宝钢,他们原承担的二等水准复测、方格纲复测和520米比尺场丈量等工作,也移交武勘承担。九年间,武勘共完成各种工程测量任务120项,为宝钢测绘1/200~1/5000各种比例尺的地形图、现状图79.089平方公里,绘制彩色大版图197.186平方公里。武勘所测绘的一期工程现状图和大版图,于1989年荣获“国家优秀工程勘察银质奖”。

二、地质勘察

1.制定初步规划方案的勘测

新建钢铁厂的厂址初步定在宝山月浦地区后,上海市于1977年10月组织上海勘察院、11月组织上海水文地质大队先后进入现场,作工程测量和地质勘察。1977年12月28日,指挥部接着又组织这两支勘察队伍和大屯煤矿勘察队一起进行初步规划方案的勘测。两次勘察共完成钻孔65个(其中标准贯入试验孔3个),钻探进尺6279.60米,采取原状土试样501件,地下水试样2件,先后于1978年1月和4月提出两项工程勘察报告。尽管这两次勘察期间,宝钢建厂规划方案尚未最终确定,勘测占地范围和勘测技术要求有较大出入,但通过这些勘测工作,指挥部对宝山月浦地区工程地质条件有了大体了解,为下一步的中日双方技术谈判和厂区工程测量和地质勘察提供了很有价值的参考资料。

2.厂区勘察会战

宝山月浦地处沿海,软弱土层厚度大,下部砂层埋藏深,需钻探大量深钻孔才能满足沿海建厂大量采用桩基的要求。冶金部于1978年2月调遣武汉勘察公司、陕西冶金勘察设计院、成都勘察公司、保定勘察公司、长沙勘察公司和后来增加的昆明有色冶金设计院勘察处、沈阳勘察公司、包钢勘察大队,会同已在厂区的上海勘察队伍共1103人,携带28台钻机、11台试验室土力学试验仪器,进行厂区工程地质勘察会战,明确勘察会战由武勘总负责。各勘察单位于2月中、下旬便陆继到达施工现场。勘察会战技术总负责人“武勘”蒋荣生主任工程师主持编制了厂区工程地质勘察纲要,在1978年2月28日参加会战单位领导人和技术负责人会议上宣布了勘察纲要的各项勘察要求并进行了分工。3月3日,在宝山县月浦公社礼堂召开了厂区工程勘察会战动员大会,勘察正式开始。当时中日技术谈判正在进行,根据钢铁厂荷载大、抗沉降要求高的特点,地基基础工程将大量采用桩基。中日双方一致同意地质勘察按厂区总平面图范围纵横间距300米方格网布置钻孔130个,其中20个控制性深钻孔,要求钻入深部砂层40米(孔深100米左右),110个钻孔要求钻入深部砂层20米(孔深约80米)。每个钻孔都做标准贯入试验,试验深度间隔在粘性土层每2米试验一次;在砂层每1米试验一次。要求每个钻孔都取原状土样;土样试验项目除一般物理性质指标外,每件土样都做无侧限抗压强度,三轴剪力试验和高压力因结试验。厂区工程地质勘察的全部工作是完全依照中日双方技术谈判协议要求进行的。全体勘察队员顶风冒雨日夜奋战42天,于4月13日全部完成130个钻孔的钻探任务。钻孔深度为80.05~109.70米,总进尺11300.18米,标准贯入试验7164次,采取土试样1501件。经通宵达旦土工试验和工程地质资料整理,按协议规定分四次提交工程地质中间资料,最终汇总资料提前15天于5月30日完成。勘察会战胜利结束,为加快工程建设创造了有利条件。

在工程勘察会战中,技术总负责人蒋荣生主任工程师忘我劳动,高标准、严要求,为高质量、高水平、高速度地完成工程地质勘察任务,作出了突出贡献,荣立“宝钢工程建设一等功”,被评选为“冶金部劳动模范”。1978年,宝钢厂区工程地质勘察荣获“国家优秀工程勘察金质奖”。

3.一、二期工程勘察

1978年6月,冶金部指示武汉勘察公司留驻宝钢,继续承担宝钢各项工程的勘察任务。武勘立即组建了宝钢勘察总队,在指挥部统一领导下,围绕一、二期工程各个建设项目,开展工程地质勘察和检测工作,14年间完成工程勘察185项,砂桩施工质量检测20项,原料场堆矿后地基土检验40项,总计245项(包括会战勘察1项),钻探总进尺81901.53米(其中勘察会战11300.18米),标准贯入试验33961次(其中会战勘察7164次),原状土试验12242件(其中会战勘察1501件),地下水化学分析48件,地基土化学分析15件,自制静力触探机完成静力触探6056.23米/185孔,平板静载荷试验13处,旁压试验3处,十字板剪力试验814次/64孔,波速测试158次/10孔,电测深255个测点。提供245项工程(包括勘察会战一项)勘察、试验报告。

4.港口码头勘察

港口码头工程勘察(包括原料码头、成品码头和内河码头)由交通部第三航务勘察设计院承担,从1978年1月起先后投入勘察人员95人,钻机5台,钻探作业船4条,土力学试验仪器80台。14年间,完成1/2000水深图测量14幅,面积34.14平方公里,完成码头勘察工程132项,钻孔190个,总进尺8103.86米,标准贯入试验1730次,原状土试验2575件。为港口码头的国内外设计和工程施工提供132项工程勘察报告。

自备电厂工程地质勘察由华东电力设计院勘察处完成。

三、厂区工程地质

厂区原属东海海域,由于长江泥沙的逐渐淤积,在八至十一世纪露出水面成为陆地;因此地面以下60米深度范围内都是性质较为软弱的粘性土层,其下才见砂层。砂层之下还有一些土层和砂层,直至350米左右到达下卧基岩。

在地面以下深度110米左右范围内的地基土层,按现行地基基础设计规范划分共有十层。自上而下土层名称及其厚度为:

第一层:黄褐色,可塑~软塑状态的粉质粘土,厚度的2~3米;

第二层:灰色,软塑~流塑状态的泥质粉质粘土,厚度6~8米;

第三层:灰色,流塑状态的淤泥质粘土,厚度10~12米;

第四层:灰~褐灰色,可塑~软塑状态的粉质粉土,厚度30~40米;

第五层:由互层状砂质粉土、粉砂及粉质粘土组成,厚度变化大;

第六层:灰色,中密~密实状态的粉细砂;

第七层:灰色,中密~密实状态的粗砾砂;五、六、七3层合计厚度20余米;

第八层:青灰色,中密~密实状态的中细砂;

第九层:蓝灰~褐灰色,硬塑~可塑状态的粉质粘土,厚度2~15米;

第十层:青灰色,中密~密实状态的细砂。钻孔至109.70米,尚未穿越此层,其厚度不详。

当天然地基或浅层处理地基的允许承载力和沉降不能满足要求时,需按工程要求采用钢管桩、预应力钢筋混凝土管桩、钢筋混凝土方桩等构筑桩基。