序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇工程地質(zhì)論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

工程地質(zhì)論文:關(guān)于《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》中若干問題的探討

摘要：我國江河發(fā)育，堤防眾多?！?8”特大洪水使堤防工程暴露出了許多問題，汛后建設(shè)迫在眉睫，為使災(zāi)后重建能達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理和安全適用的要求，建設(shè)部頒布了《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，其對工程地質(zhì)勘察的要求仍沿用現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》。我們在學(xué)習(xí)、理解和應(yīng)用這個規(guī)程的過程中，發(fā)現(xiàn)存在一些概念混淆和操作不便的問題，本文公開我們的觀點，與大家討論，也為規(guī)程規(guī)范的修訂提供參考意見，使之更為完善。

關(guān)鍵詞：規(guī)程 規(guī)范 堤防 工程地質(zhì) 地質(zhì)體 防滲

1998年的特大洪水，江堤全線告急，到處險象環(huán)生，抗洪搶險消耗的人力、物力、財力都是空前巨大的。堤防工程暴露出了許多問題，急待實施加固，中央對此十分重視，專項資金迅速到位。為使新一輪水利防洪工程建設(shè)更科學(xué)化和規(guī)范化，建設(shè)部于1998年10月8日以建標(biāo)〔1998〕185號文了國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》，編號為GB50286-98，自1998年10月15日起施行)。該《規(guī)范》是一部統(tǒng)一堤防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，保證堤防建設(shè)技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的技術(shù)法規(guī)，具有強制性?！兑?guī)范》對堤防工程地質(zhì)勘察沒有過多的闡述，僅在第3.4條（工程地質(zhì)）中規(guī)定：3級以上的堤防工程設(shè)計的工程地質(zhì)及筑堤材料資料，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》，編號為SL/T188.96，水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1997年2月，1997年5月1日起實施）的規(guī)定。顯然，堤防工程地質(zhì)勘察按《規(guī)范》要求，應(yīng)該認真執(zhí)行現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)程》，這時《規(guī)程》也就相當(dāng)于一個強制性的國家標(biāo)準(zhǔn)，或者說《規(guī)程》是《規(guī)范》的一個補充。

規(guī)程規(guī)范是一個行業(yè)對其工作內(nèi)容、工作方法和工作程序的多年豐富經(jīng)驗之歸納與總結(jié)，是工程勘測設(shè)計質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)，是行業(yè)主管單位進行工程審查的依據(jù)，可以說是行業(yè)管理的根本大法。

筆者最近連續(xù)參加了幾個重要的一級堤防工程勘測設(shè)計報告的審查，感到《規(guī)范》和《規(guī)程》在實施過程中存在一些值得商榷的問題(可實施性、可操作性、概念性以及對地質(zhì)環(huán)境的影響等)，經(jīng)與部分勘測設(shè)計單位一些經(jīng)驗豐富的地質(zhì)師交換意見，大家亦有同感。現(xiàn)將我們的一些粗淺認識公布于眾，拋磚引玉，希望引起更多的地質(zhì)專家來分析討論這些問題，以便于更好地理解《規(guī)范》和《規(guī)程》，應(yīng)用《規(guī)范》和《規(guī)程》來指導(dǎo)我們的工程地質(zhì)工作，也有利于今后對《規(guī)范》和《規(guī)程》的修訂。

1 關(guān)于地質(zhì)體與水工建筑物的概念問題

眾所周知，工程地質(zhì)勘察的任務(wù)是為工程建設(shè)提供地質(zhì)資料，查明工程地質(zhì)條件，分析、研究、界定和明確工程地質(zhì)問題，并提出工程處理措施的建議。強調(diào)的是為工程建設(shè)服務(wù)，定位于工程設(shè)計和工程施工等專業(yè)的基礎(chǔ)性配合性專業(yè)。很明顯，工程地質(zhì)勘察的對象是建筑物的天然地基(注意將“地基”與“基礎(chǔ)”區(qū)別開來)，即地質(zhì)體。至于人工填土地基將另當(dāng)別論。

就已建堤防工程的工程地質(zhì)勘察而言，主要是指對大堤地基(堤基)的勘察。洪水期間眾多江堤出險實例表明，堤身與堤基均有險情發(fā)生。堤基的主要工程地質(zhì)問題是滲透變形、崩岸、沉降、堤基滑移等；堤身的險情主要為滑坡、散浸、清水管涌、夾層滲漏、堤身單薄等。這里，我們有意識地將堤身險情與堤基問題分開，目的在于澄清地質(zhì)體與水工建筑物的基本概念和它們之間的根本區(qū)別。

工程師們對地質(zhì)體與水工建筑物的區(qū)別是再清楚不過的了，我們在這里議概念問題是小題大作了嗎？未必!《規(guī)程》對此就是概念模糊的。在《規(guī)程》中多處提及已建堤防加固工程對堤身和堤基的勘察，或?qū)⒌躺砼c堤基的勘察相提并論，要求查明……，顯然已經(jīng)將本來是水工建筑物的堤身當(dāng)成堤基這樣的地質(zhì)體去實施“勘察”，混淆了天然地質(zhì)體與人類工程活動產(chǎn)生的建筑物這兩者之間的概念，能說是小題大作嗎?

由于《規(guī)程》中的概念模糊或者概念不明確，以至于在工程實踐中，產(chǎn)生了諸如將堤身的工程隱患當(dāng)成工程地質(zhì)問題，將堤身土體當(dāng)成地質(zhì)體去“查明”工程地質(zhì)條件等等工程笑話，此類問題在我們審查過的堤防工程地質(zhì)勘察報告中比比皆是，不得不撰此拙文與同仁討論。

我們說堤基是地質(zhì)體，在此地質(zhì)體上修建工程建筑物，需對此地質(zhì)體實施工程地質(zhì)勘察，以查明工程地質(zhì)條件，研究工程地質(zhì)問題，并根據(jù)工程建筑物的任務(wù)和特性對地質(zhì)缺陷提出處理措施的地質(zhì)建議，這是地質(zhì)師的職責(zé)和任務(wù)。地質(zhì)師利用有限的地質(zhì)勘探手段(鉆探、坑槽探、物探等)，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境，應(yīng)用形成地質(zhì)體的基本理論(地層時代、沉積韻律、地質(zhì)構(gòu)造、巖性對比、巖相規(guī)律等等)，輔以巖土體的物理力學(xué)試驗，特別是結(jié)合地質(zhì)師豐富的實踐經(jīng)驗去分析、判斷、推論和論證，最后完成查明工程地質(zhì)條件的任務(wù)，這是地質(zhì)師完全可以做到的。

然而，對于已建堤防工程的堤身就完全不一樣了。誠然，防洪大堤一般為就地取材修建的土堤(其它材料修建的大堤不在本文所述之列)，是一“線狀”水工建筑物，它的工程隱患具有隨機分布特性，例如填筑土料的質(zhì)量，勘察中發(fā)現(xiàn)堤身土中有透水性強的砂性土呈雞窩狀、局部層狀或條帶狀、小范圍透鏡狀等多種狀態(tài)分布；填筑土的緊密程度也具隨機性；而堤身中發(fā)現(xiàn)的施工雜物和生物洞穴的分布，其隨機性更大。顯然，此類隨機分布的工程隱患問題，用常規(guī)的地質(zhì)勘探手段來查明這些隱患就顯得有些力不從心。

堤身的“勘察”之所以顯得如此復(fù)雜，其原因就在于土堤是人類工程活動把擾動后的土填筑起來的產(chǎn)物，它的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量人為因素較大，成因不受自然規(guī)律制約，不同堤段的填筑情況可能相差很大，加上后期生物活動的破壞，更無規(guī)律可循，即使對它進行“勘探”，也只能是對某一點的認識，不能結(jié)合地質(zhì)師的任何經(jīng)驗，更不能應(yīng)用地質(zhì)基本理論，其認識不可能上升到宏觀這一層次。因此，對堤身進行工程地質(zhì)“勘察”的提法就值得商榷。既然土堤是水工建筑物，對它的工程隱患進行檢測或調(diào)查，則更為名正言順無可非議。準(zhǔn)確地界定問題的性質(zhì)，有利于對癥下藥，事半功倍。至于土堤的檢測或調(diào)查，要借用地質(zhì)師的一些可行的“勘探”手段和“勘探”方法，或者將此項工作交予地質(zhì)師來完成，地質(zhì)師也是樂意的，但不要用“查明”這種對地質(zhì)體的要求來明確任務(wù)，可以考慮用“分析、了解、判別、提出”等詞語對隱患問題作出評價，或許更為合適。

2 關(guān)于已建堤防加固工程的勘察階段問題

我們知道，就水利工程(多指樞紐、供水、灌溉等大型工程)而言，有其較為嚴(yán)格的勘測設(shè)計階段劃分。對于堤防工程，《規(guī)程》將新建堤防和已建堤防加固的勘察階段分開，這是符合客觀實際的。《規(guī)程》第1.0.5條規(guī)定：新建堤防的工程地質(zhì)勘察可分為規(guī)劃、可行性研究、初步設(shè)計和施工圖四個階段。已建堤防加固工程地質(zhì)勘察可分為可行性研究和初步設(shè)計兩個階段。必要時還可進行施工地質(zhì)工作。地質(zhì)條件簡單或勘察目的單一的堤防工程，經(jīng)勘察設(shè)計主管或?qū)徟鷨挝煌?，勘察階段可適當(dāng)簡化。而在本條的條文說明中，對地質(zhì)條件作了簡單、中等和復(fù)雜三個等級的界定。對照堤防工程出險需加固的工程實例，地質(zhì)條件都是中等或復(fù)雜級別，都達不到簡化勘察階段的條件。然而，《規(guī)程》另外聲明：堤防工程地質(zhì)勘察階段的劃分，原則上應(yīng)和堤防設(shè)計階段的劃分相適應(yīng)?！袝r多采取一次性進場勘察完畢?！谀承┚唧w條件下，也可以將勘察階段簡化，甚至不劃分勘察階段。這又是十分可取的原則。

堤防工程是線狀工程，勘察工作拉開的戰(zhàn)線較長，勘探隊伍進場一次，轉(zhuǎn)戰(zhàn)南北實屬不易，特別對于已建堤防加固工程，由于不存在線路比較、重大方案調(diào)整等地質(zhì)條件占有一定份量的多階段循序漸進的勘察過程，一次進場勘察完畢就有其自身的客觀合理性。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚，即重點查明出險堤段堤基的工程地質(zhì)條件，分析界定發(fā)生堤基險情的主要工程地質(zhì)問題，提出工程處理措施的建議。此外，堤基的工程地質(zhì)條件一般說來較為簡單，多為二元結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的第四系土體；堤基的工程地質(zhì)問題也相對明確，主要為滲透變形，受河勢控制岸坡迎流頂沖產(chǎn)生崩岸等。這些地質(zhì)特性都給一次進場勘察完畢創(chuàng)造了較為可取的有利條件。在實際工作中，需要領(lǐng)會和理解《規(guī)程》的大原則，根據(jù)具體情況，一切從實際出發(fā)，必要時可以考慮簡化勘察階段，縮短勘測周期，降低勘測費用，達到勘測隊伍孜孜以求的目標(biāo)。

需要注意的是，勘察階段簡化后設(shè)計階段并沒有簡化，一些需要專業(yè)協(xié)調(diào)方面的問題，還要認真研究解決。此外，一次進場勘察完畢之后，所提交的地質(zhì)資料一定要能夠滿足工程概算的精度要求，否則將事倍功半，弄巧成拙。這就要求勘測工作的深度要達到加固工程初設(shè)階段其它專業(yè)的需要。千萬不要屈解成簡化了勘察階段也降低了深度要求。

3 關(guān)于已建堤防加固工程的勘察深度問題

關(guān)于已建堤防加固工程的地質(zhì)勘察深度，《規(guī)程》中有明確規(guī)定，但在工程審查過程中發(fā)現(xiàn)，部分規(guī)定可操作性較差，現(xiàn)分述如下。

(1)《規(guī)程》4.2.7中對已建堤防加固工程地質(zhì)測繪提到“縱剖面一般沿堤頂布置，必要時應(yīng)在堤內(nèi)外加布縱剖面。橫剖面的間距根據(jù)擬加固堤段長度及問題而在50～200m的范圍選定。沙基管涌段、潰口段、扒口分洪段、較大淵、潭、塘段，崩岸坍塌段、堤基滑移變形段和天然溝口段應(yīng)增加地質(zhì)剖面?！兑?guī)程》4.4.3中詳細規(guī)定了加固堤防工程的鉆孔位置。筆者最近參加了湖北省洪湖、監(jiān)利長江干堤整治加固初步設(shè)計報告審查會，了解到整個洪湖、監(jiān)利長江干堤225.88km幾乎全線出險，其中由于堤基出險的超過90km，按《規(guī)程》要求，僅此90km出險段就至少應(yīng)布置450個橫剖面，其中外灘寬度大于500m，距長江河床最低位置大于700m而出險的堤段有48km長，故至少要打鉆孔2310孔，這僅僅是對堤基出險段而言，再加上堤身出險段應(yīng)打鉆孔數(shù)量，總數(shù)實在驚人。事實上，在重要險工險段區(qū)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，200m一個橫剖面也根本控制不住，仍然達不到查明工程地質(zhì)條件的目的，因此《規(guī)程》規(guī)定的橫剖面間距最密可達50m，在我們審查過的堤防工程中沒有一個勘測單位達到了這一勘探精度。

(2)《規(guī)程》4.2.7進一步規(guī)定，橫剖面的長度在軟土區(qū)應(yīng)達到內(nèi)外反壓平臺以遠50～100m；在粉土、砂土區(qū)，砂卵石強透水段，應(yīng)達到堤內(nèi)外附近河（湖、海）床最低位置。這里“反壓平臺以遠50～100m”基本可行，而“附近河床最低位置”這一規(guī)定在灘地較寬的情況下幾乎不可行。例如有的灘地可達1000m以上，長江江面寬者為數(shù)千米，“最低位置”可能在江心或靠近江對岸，橫剖面可能將長達3-5km，而且江河的最低位置還需做大量的水下測量工作才能確定，這實施起來可能嗎！所以《規(guī)程》中的規(guī)定就值得研究。

(3)《規(guī)程》4.4.4中規(guī)定，當(dāng)遇砂、卵石等強透水層時，鉆孔宜深入相對隔水層內(nèi)3～5m”。整個洪湖、監(jiān)利長江干堤主要以表層較薄的相對弱透水層的二元結(jié)構(gòu)地基為主，106km堤線上的鉆孔深度均要大于30m，是否有這個必要？而真正需要的是控制住二元結(jié)構(gòu)的上層土體的厚度與性狀，下部砂性土的滲透特性，以便進行滲控驗算，至于砂性土在某一深度以下也就沒有追根究底的必要了。

4 關(guān)于堤基垂直防滲問題

關(guān)于堤基防滲問題，最近參加的工程審查中發(fā)現(xiàn)，許多工程都做了沿線大范圍的垂直防滲設(shè)計，我們對此有些異議。《規(guī)程》和《規(guī)范》中對砂性土堤基的處理方法很多，提到了減壓、防滲、截滲、防沖、振沖加密等處理措施，這些方法也都是多年工程經(jīng)驗的總結(jié)。但是對淺層透水堤基和深厚透水堤基普遍采用截滲墻和截滲槽進行垂直截滲的效果和對環(huán)境的影響卻應(yīng)該引起人們的重視。對于淺層透水堤基常要求截斷滲體底部達到相對不透水層，這樣似乎就可以截斷江(河)水向堤內(nèi)的滲漏通道，但由于堤線不同于一般擋水建筑物(如大壩)，其特點是呈線狀沿江(河)布置，地表水與地下水的補排關(guān)系密切，如果截斷了水體的天然聯(lián)系通道，從長遠來看，必然會破壞自然地質(zhì)環(huán)境，引起環(huán)境地質(zhì)問題：原區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件發(fā)生了根本性的改變，地下水的天然滲流場被破壞，僅僅是為了汛期截住江(河)水不向堤內(nèi)滲漏，而在非汛期，堤內(nèi)的地下水無法排出堤外，引起內(nèi)澇將成為必然。而對于深厚透水堤基，由于只能做懸掛式帷幕，參考長江委對荊江大堤用懸掛式防滲墻典型斷面的防滲效果分析結(jié)果：堤身出逸點高程與不作防滲墻基本相同，堤基后100m內(nèi)垂直比降降低了1.0～10.3%，水平比降降低了11.1%，這說明設(shè)置防滲墻對削減堤后基礎(chǔ)淺部滲透壓力，保證堤基、堤身安全起到了一定的作用，但效果并不明顯，造價也很高。鑒于此，在最近的一些堤防工程審查中，我們一般不同意垂直防滲方案。

關(guān)于堤基垂直防滲問題，大家可以討論，我們這里也僅是一家之說。我們認為應(yīng)該掌握的原則是：一般情況下不宜提倡垂直防滲，在特殊堤段可以考慮，但應(yīng)對由此而產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題進行研究，采取相應(yīng)的工程措施。

5 關(guān)于堤身隱患的工程處理問題

堤身是水工建筑物，不是地質(zhì)體，這一點是毫無疑問的。前面已經(jīng)闡明了對堤身不宜用工程地質(zhì)勘察這一提法，但是地質(zhì)師確實能夠通過調(diào)查以及一些地質(zhì)勘探手段檢測出堤身存在的隱患問題。應(yīng)該說，對堤身進行檢測是地質(zhì)師的業(yè)務(wù)拓展，進一步展示了地質(zhì)師的工程才能。另一方面，盡管我們這里強調(diào)堤身不是地質(zhì)體，但構(gòu)筑它的主要材料則是地質(zhì)師十分熟悉的“土料”，土料的工程特性，地質(zhì)師可以通過各種“勘探”手段或“試驗”方法予以“查明”。更進一步地說，堤身隱患的工程處理措施，地質(zhì)師有充分的發(fā)言權(quán)。

鑒于堤身各類隱患分布的隨機性，完全予以“查明”后才對癥下藥，采取相應(yīng)的工程處理措施，顯然難度太大，也沒有必要。工程上最為明智的辦法是“包”，有點包治百病的味道，即采用一種技術(shù)成熟、造價低廉、易于施工，且適用于多種堤身隱患的工程措施，這就是在堤防加固工程中廣泛采用的“錐探灌漿”工藝。這一工程措施可以對堤身散浸、裂縫、生物洞穴、局部雞窩狀夾層狀條帶狀透鏡狀分布的透水較性強的砂性土、堤身填筑質(zhì)量差等隱患實施“全面補強”。因此，在已建堤防加固工程審查中，我們一般都建議對類似隱患的堤身實施大范圍錐探灌漿。

許多對堤防工程有豐富經(jīng)驗的一線的工程師和地方領(lǐng)導(dǎo)，認為對堤身采取全線錐探灌漿進行加固是非常必要的，平時每隔幾年也要普遍搞一次，因為生物洞穴具有再生性。我們則認為，盡管錐探灌漿不是解決堤身隱患的最合理措施，但卻是較為可行、可靠、可取、最包得住、最易讓人接受的措施。它較好地解決了隨機分布不易檢測到的堤身隱患等問題，符合充分利用工程措施去彌補因獲取隱患信息困難而遺留問題的工程原則，是十分可取的。

關(guān)于堤身的其它工程隱患的處理，本文暫不討論。

6 結(jié)語與建議

98特大洪水給堤防工程敲響了警鐘，也給地質(zhì)師們帶來了新的機遇。做好堤防工程地質(zhì)勘察，是地質(zhì)師的應(yīng)盡職責(zé)。

關(guān)于已建堤防加固工程的工程地質(zhì)勘察階段和深度問題，我們認為應(yīng)以客觀、務(wù)實、科學(xué)的態(tài)度來對待。勘察階段可以根據(jù)具體情況考慮簡化，以工程地質(zhì)條件是否清楚，工程地質(zhì)問題是否明確，工程概算能否控制得住為基本原則。所提供的地質(zhì)資料應(yīng)滿足其他相關(guān)專業(yè)的要求。具體來說，應(yīng)首先結(jié)合歷史出險情況，特別是98特大洪水的真實考驗，重點加強險工險段堤基的工程地質(zhì)勘察，對堤防工程歷史出險情況進行調(diào)查，確定出險位置，先針對片狀和面狀出險部位，然后針對線狀出險部位，最后針對點狀出險部位。要認真分析出險原因，不應(yīng)全面撒網(wǎng)，沒有必要對運行正常的堤段過多地實施地質(zhì)勘探。對重點出險的堤段，可適當(dāng)增加鉆孔，加密橫剖面?？傊磺幸砸虻刂埔?，查明問題為主，切不可盲目化、教條化。

關(guān)于堤基垂直防滲問題，筆者認為無論是從地質(zhì)環(huán)境的角度，還是從其本身的防滲效果與工程造價相比較來看，都并不理想，可以考慮諸如水平鋪蓋、減壓井、排水溝等其他工程處理措施。

關(guān)于堤身加固，由于堤身的隱患不易查清，隨機性很大，目前只有采取“包”的辦法，而錐探灌漿正是一種成本低廉，施工方便，技術(shù)成熟的工程處理措施，對需進行加固的堤防工程，采取全線錐探灌漿是較為可行和可取的。

作為一個國家或行業(yè)的規(guī)程規(guī)范，它一旦頒布實施，就必需嚴(yán)格遵照執(zhí)行，以體現(xiàn)其法規(guī)性和嚴(yán)肅性。行業(yè)主管部門以它作為工程審查的依據(jù)，而勘測設(shè)計單位則以它作為開展勘測工作和編寫報告的準(zhǔn)則。規(guī)程規(guī)范對審查單位和被審查單位的約束是雙向的，也是平等的。但如果規(guī)程規(guī)范脫離了實際，可操作性較差，勘測單位在實施過程中難度較大，則應(yīng)該考慮修訂。

工程地質(zhì)論文:除險加固工程地質(zhì)勘察的一般性原則

摘要：據(jù)統(tǒng)計資料，我國有數(shù)萬座病險水庫。對這些病險水庫實施除險加固，將是今后數(shù)年水利工程建設(shè)的又一個重點。水利工程除險加固的工程地質(zhì)勘察沒有現(xiàn)成的規(guī)范可循，其地質(zhì)勘探工作的布置依據(jù)是什么？工程地質(zhì)工作的原則究竟如何把握？生產(chǎn)第一線的同志們不斷地提出這樣的問題，一直也沒有權(quán)威性的解答。這里筆者希望借學(xué)術(shù)交流的舞臺與同仁們討論，或許有些啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：除險加固 地質(zhì)勘察 原則

1 存在的問題

現(xiàn)行的水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程規(guī)范基本上是針對新建工程而編制的，倒是堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程還對已建堤防工程的地質(zhì)勘察工作有所界定。這也許與沒有大張其鼓地實施除險加固工程有關(guān)。雖然某些典型病險工程從一開始運行就被珍斷為“有病”，甚至數(shù)十年來一直就沒有停止過除險加固，但卻一直沒有被治好過，為什么？道理似乎也太簡單了，一是沒有找到病因，二是沒有錢或不愿花錢去治病，三是……大家捉摸去吧，這里也不好意思全部寫出來了。

近幾年來，病險水庫工程的除險加固在建設(shè)程序上已經(jīng)比較正規(guī)化、程序化，規(guī)模較大的工程一般要通過總院審查，但一次性審查過關(guān)的工程并不多，可見此類工程看似難度不大，卻存在著一些理解上的差異。勘測設(shè)計單位的理解與審查單位的要求有一定出入，使得除險加固工程的前期工作出現(xiàn)了一些反復(fù)，走了彎路。我們在工程審查過程中體會到一些帶有普遍性的問題，因此也有必要提出來與大家討論。

就勘測單位而言，根據(jù)自己對所承擔(dān)的除險加固工程的理解去做地質(zhì)工作，無可非議；根據(jù)設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作，似乎也說不出個所以然，地質(zhì)是設(shè)計的輔助配合性專業(yè)，這一點我們還是有自知之明的；根據(jù)委托方的任務(wù)要求開展地質(zhì)勘探工作，就不好說了；最具有說服力的是根據(jù)除險加固工程的安全鑒定報告的評價意見去做地質(zhì)工作，名正言順。對于審查人員來說，按什么標(biāo)準(zhǔn)和原則來把握？這恐怕就有些學(xué)問了。

歸納以上存在的問題不難看出，勘測工作和審查工作中都存在著一定的人為因素，把握尺度有一定的揉性。例如根據(jù)自己的理解去做地質(zhì)勘察工作，顯然不同的人對同一問題的理解會有一定的差異，從而導(dǎo)致工程勘測工作的差異；雖然按設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作也是符合一些勘測設(shè)計單位的管理程序的，但對于極賦創(chuàng)造性的地質(zhì)工作來說，是否未免太過于呆板死心眼了？審查人員的把握尺度，其人為因素就更多一些，因為沒有了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，也就沒有了機械性的硬指標(biāo)，幾乎完全取決于審查者自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)。

2 問題討論

以上若干問題很難有一個唯一的或權(quán)威性的定論，因此也就給思考者們留出了討論空間。通過討論，也許會有些啟發(fā)。筆者先在此暴露一些個人體會，僅供討論參考。

顧名思義，病險工程首先有病后才有險，然后才引出除險加固。是否有病有險，工程安全鑒定報告最具有法律上的權(quán)威性（是否具有符合工程實際的權(quán)威性?本文回避）。因此筆者基本同意按照工程安全鑒定報告中的評價意見去考慮工程地質(zhì)勘察工作，這是開展工程地質(zhì)工作的基本依據(jù)和原則。這里存在的問題是某些安全鑒定報告中對某些問題的界定有些含糊，造成了理解誤差。

例如，安全鑒定意見指出壩基存在滲漏問題，但并沒有指出滲漏問題的性質(zhì)，這就讓做具體工作的同志在技術(shù)把握上存在一定的疑惑性。這時，我們需要的是首先根據(jù)壩基地質(zhì)條件，分析清楚滲漏的性質(zhì)，進而決定開展工作的原則。從大壩安全角度只需回答存在滲透穩(wěn)定問題或不存在滲透穩(wěn)定問題，前者需要進行工程處理，后者不需要進行工程處理；如果從控制滲漏量的角度考慮，為了達到減滲的目的，即是不存在深透穩(wěn)定問題，也可能仍然會考慮適當(dāng)?shù)姆罎B工程措施。這里的關(guān)鍵是對滲漏問題的定性，如果定性存在困難，針對性地布置勘探工作將是必要的。

當(dāng)工程安全鑒定報告中沒有提及到某些建筑物地基存在病險問題，工程地質(zhì)工作還需要考慮嗎？回答應(yīng)該是中性的，需視具體情況而定。例如壩基不存在病險問題，可以分兩種情況區(qū)別對待。一種情況是大壩沒有加高任務(wù)，或即是需要加高大壩但壩基工程地質(zhì)條件能夠通過分析前人留下的地質(zhì)資料作出肯定性結(jié)論，這時不必進行壩基地質(zhì)勘探；第二種情況是需要加高大壩且前人留下的地質(zhì)資料不足以作出滿足大壩加高的工程地質(zhì)評價，則需要補充進行壩基地質(zhì)勘探。

對于早期地質(zhì)資料與現(xiàn)行評價標(biāo)準(zhǔn)有出入的，有可能需要考慮一些復(fù)核性地質(zhì)勘探，以便有利于對前人留下的地質(zhì)資料加深分析與理解。

需要討論的還有一個值得思考的問題：必須用勘探資料說話，或先有勘探后才有地質(zhì)分析，在某些情況下這可能是地質(zhì)工作的一個誤區(qū)。筆者比較強調(diào)先有地質(zhì)分析判斷，再行勘探驗證，或進一步通過勘探資料修正先期的分析認識。這相當(dāng)于我們在開展一個新工程的地質(zhì)工作時，要盡可能地收集和分析已有的工程區(qū)地質(zhì)資料，再根據(jù)分析結(jié)果結(jié)合工程需要布置勘探工作。反過來，在沒有任何分析認識的基礎(chǔ)上一開始就布置地質(zhì)勘探，就可能會走彎路。傳統(tǒng)的以勘探工作量來衡量勘測設(shè)計深度的原則，不是工程地質(zhì)工作的正確選擇，也不能體現(xiàn)出極具創(chuàng)新潛力的工程地質(zhì)工作的水平！

3 工程地質(zhì)工作的原則

通過以上討論，我們可以概括地歸納出除險加固工程地質(zhì)勘察工作的一般性原則。

3.1 工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)和范圍

除險加固工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)是工程安全鑒定報告中與地質(zhì)有關(guān)的評價意見，此報告中沒有提及到的建筑物地基的地質(zhì)問題，說明沒有問題或不是問題，不必自作多情地去布置地質(zhì)勘探工作，即不必面面俱到象勘測一個新建工程一樣將所有樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件勘察論證一遍。

3.2 工程地質(zhì)勘察工作的基本原則

以查明與地質(zhì)條件有關(guān)的險工、險段和險情部位的出險原因，這是除險加固工程勘察工作的基本原則，其余沒有出險的部位不必進行勘察，除非委托方另有要求。此原則就相當(dāng)于醫(yī)生面對一個腿關(guān)節(jié)疼痛的病人，用不著給人家做胸部CT和謂鏡檢查，除非病人要求作全面體檢，否則就有 “敲詐”之嫌！對于病險工程的全面體檢，那是安全鑒定的任務(wù)，不是加固工程地質(zhì)勘察的職責(zé)！這個原則一定要分清楚，否則費力不討好。

某些工程還有大壩加高任務(wù)，是在原大壩上增加了新的荷載，壩基受力條件有所變化，這時必須進行壩基工程地質(zhì)評價，作出壩基地質(zhì)體是否能夠滿足大壩加高要求的地質(zhì)結(jié)論，這一點在實際工作中往往容易被忽略，因為工程安全鑒定報告并不一定對此提出要求。

某些特殊工程的大壩加高，還需對壩基地質(zhì)體進行科學(xué)研究，以便得出具有足夠說服力的結(jié)論。例如，南水北調(diào)中線水源工程～丹江口大壩加高工程，雖然在該大壩興建時壩基就已經(jīng)按照今后最終壩高要求進行了工程處理，但仍然不能簡單地認為加高是可行的。因為原大壩已經(jīng)建成運行了三十多年，壩基地質(zhì)體受力變形已經(jīng)達到了協(xié)調(diào)平衡，加高大壩后，壩基必需接受新增加的大壩荷載、水荷載和其它荷載，壩基地質(zhì)體必然要打破原來的平衡并進行新的應(yīng)力應(yīng)變調(diào)整，以達到新的受力平衡。顯然，研究新的平衡條件下地質(zhì)體的工作狀態(tài)及其對上部結(jié)構(gòu)的影響，滲流場的改變等，也許是有必要的。

3.3 加強工程地質(zhì)分析工作

工程地質(zhì)勘察成果的優(yōu)劣，主要體現(xiàn)在工程地質(zhì)的分析水平。某些地質(zhì)報告，只有地質(zhì)條件的一般性描述，勘探資料的匯積堆砌，工程地質(zhì)的膚淺評價，而沒有地質(zhì)師的認真分析、邏輯推理和基本判斷，缺乏針對工程建筑物特性的工程地質(zhì)評價，少有地質(zhì)預(yù)測，甚至遺漏基本結(jié)論。

工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展到今天仍然不能在工程實踐中體現(xiàn)出她的精髓與魅力，這是我們不得不承認的專業(yè)遺憾。話又說回來，這種現(xiàn)象顯然不能單純地去責(zé)怪在艱難環(huán)境下辛勤工作的地質(zhì)師，深層次的原因也許并不在于地質(zhì)師的責(zé)任心、素質(zhì)、經(jīng)驗、能力和水平，或許屬于深奧的哲學(xué)問題。筆者在此只好用一句不疼不癢的空話來勉勵這個似乎陷于困境的尷尬專業(yè)：加強工程地質(zhì)分析工作。

4 關(guān)于壩體檢測

除險加固工程的勘測設(shè)計工作，往往包括對當(dāng)?shù)夭牧蠅螇误w某些部位的檢測任務(wù)(有人將此項工作當(dāng)成工程地質(zhì)勘察，這是概念性的低級錯誤)。由于壩體是人類修建的水工建筑物，并不是天然地質(zhì)體，完全不能沿用地質(zhì)基本理論去作違反客觀實際的“地質(zhì)勘察”，但是卻可以充分借用地質(zhì)師的常規(guī)性或特殊性手段和方法，通過鉆孔探測和取樣試驗，結(jié)合物探手段，研究大壩設(shè)計和施工資料，對壩體質(zhì)量作出基本評價，這是地質(zhì)師的本事，其他專業(yè)的技術(shù)人員是無能為力的。

此項工作我們需要注意的是，充分估計到壩體質(zhì)量缺陷的隨機性、生物洞穴的再生性和檢測手段的局限性，千萬不要進行地質(zhì)意義上的推理與判斷，對于大壩的加高、陪厚、防滲和排水等工程處理措施的建議要留有余地。

5 遺留問題

本文所論的一般性原則，遺留了一些非一般性問題。例如，工程安全鑒定報告中沒有提及到的與地質(zhì)有關(guān)的又是地質(zhì)師可能質(zhì)疑的問題，或者已經(jīng)存在但有可能被安全鑒定本身所遺漏的地質(zhì)問題，或者不屬于安全鑒定范圍內(nèi)的地質(zhì)問題（如庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改變、工程區(qū)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、加固工程完建后水庫運行水位的抬高可能引起的一系列問題等），等等。

遺留問題是客觀存在的。按本文的觀點：除險加固工程地質(zhì)勘察的依據(jù)是工程安全鑒定報告，而遺留問題在此報告中可能都不會出現(xiàn)，因此，工程地質(zhì)勘察工作就沒有合法的工作依據(jù)。

遺留問題要不要開展工作？回答仍然是中性的。因為有可能是領(lǐng)導(dǎo)說了算，也有可能是老板說了算，當(dāng)然也有可能在遵重科學(xué)的原則下專業(yè)技術(shù)人員有一定的發(fā)言權(quán)。筆者建議，當(dāng)遺留問題的確存在時，地質(zhì)師可以從工程地質(zhì)專業(yè)的角度將問題提出來，表明自己的觀點，為領(lǐng)導(dǎo)和老板決策提供依據(jù)。

工程地質(zhì)論文:二期圍堰工程地質(zhì)勘察研究與建議

摘要：三峽工程二期圍堰是三峽工程二期建設(shè)時期最關(guān)鍵的安全屏障，施工技術(shù)難度大，施工期短。為保證在一個枯水期完成一個土石方填筑總量達1032萬m3，混凝土防滲墻面積近9萬m 2的工程，自1972年起至1997年間，長江委三峽勘測研究院對二期圍堰枯水河床基巖深槽問題、堰基細砂層振動液化與滲透穩(wěn)定問題、堰基巖土滲透問題、堰基塊球體分布及對防滲墻造孔的影響等問題進行了詳細勘察與研究，并據(jù)此提出了二期圍堰設(shè)計思路上的關(guān)鍵點和施工難點作為設(shè)計依據(jù)，保證了二期圍堰工程的勝利建成。

關(guān)鍵詞：二期圍堰 工程地質(zhì) 勘察研究

二期圍堰是長江三峽工程重要的臨時建筑物之一，由上游和下游兩道圍堰組成，分別位于三峽大壩軸線上游200～450m及壩軸線下游400～700m。兩道圍堰呈折線橫跨長江布置，與已建成的混凝土縱向圍堰在長江河道內(nèi)圍成二期基坑，在二期施工期間擔(dān)負著保護基境內(nèi)安全施工及下游城鄉(xiāng)居民生命財產(chǎn)的安全。圍堰運行期間上游庫內(nèi)蓄洪容積達20億m3，萬一失事，將造成工程及下游生命財產(chǎn)的重大損失，而且會嚴(yán)重推遲三峽工程的工期。它是三峽工程二期建設(shè)時期最關(guān)鍵的安全屏障。

二期圍堰的施工技術(shù)難度大、施工期短。要想在一個枯水期完成土石方填筑總量達1032萬m3，混凝土防滲墻面積近9萬m2的二期上、下游圍堰工程，首先必須對堰基工程地質(zhì)條件作詳細勘察與研究。

自1972年起，長江委三峽勘測研究院就開始對二期圍堰基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件進行勘察研究工作。到1992年提交初設(shè)報告。查明該處工程地質(zhì)條件復(fù)雜，主要存在以下四個方面的工程地質(zhì)問題：

(1)二期圍堰最大擋水水頭85m，水下填筑深度60m，堰基下存在著較厚的細砂層，其承載力小，穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生管涌破壞，不利于二期圍堰堰體的穩(wěn)定。

(2)河床深槽部位水深，基巖面形態(tài)復(fù)雜，特別是上游圍堰河床深槽的左側(cè)存在著60°～75°的基巖陡坡，給防滲墻的嵌巖施工帶來了較大的困難。

(3)基巖內(nèi)存在著透水較強的巖體，在高水頭條件下可能引起集中滲漏，影響細砂層穩(wěn)定，對堰體產(chǎn)生破壞作用。

(4)二期圍堰施工期短，防滲線路長達2516m，堰體最大高度82.5m，堰基下有強度在130MPa以上的塊球體分布，防滲墻必須通過此層，施工難度大。

1992年以后至圍堰施工前，著重針對上述工程地質(zhì)問題又進行了詳細的勘察研究，并提出了處理建議。

1 主要工程地質(zhì)問題勘察研究

l.1細砂層的工程地質(zhì)特征勘察研究

二期圍堰堰基的細砂主要為葛洲壩水庫新淤積細砂，部分為蓄水前沉積，二者特征與物理力學(xué)性質(zhì)基本相同，呈灰或灰白色，松散均勻，具斜層理。由于細砂層在堰基下分布較廣，工程地質(zhì)性狀較差，因此必須對細砂的分布、沖淤變化以及承載力、滲透穩(wěn)定、動力穩(wěn)定作細致的研究。

1.1.1分布范圍及沖淤變化的研究

圍堰范圍內(nèi)勘探網(wǎng)點間距為40～60m，通過勘探鉆孔資料確定了砂卵石層頂面、基巖面等相對穩(wěn)定的界面作為細砂的底界面。采用不同年份的實測水下地形線進行比較，可以判斷河床的沖淤變化。再輔以鉆孔和物探資料判斷沉積物是細砂還是砂卵石層，編制細砂等厚線圖。

圍堰施工前，細砂層在上游圍堰枯水河床厚度一般為5～10m，最厚16m，兩岸漫灘一般厚0～5m，靠近中堡島附近最厚為12m；下游圍堰枯水河床細砂層厚8～17m，左岸漫灘3～15m，右岸漫灘0～15m，其沖淤變化與當(dāng)年的來水量有明顯的關(guān)系，來水量大時普遍以淤積為主，來水量小時，枯水河床及靠近枯水河床的兩側(cè)部分漫灘為沖刷區(qū)。圖l為上游圍堰施工前的細砂層等厚線圖。

1.1.2工程地質(zhì)特征研究

細砂由于結(jié)構(gòu)松散，為研究細砂層的工程地質(zhì)特性，勘察中特別著重要采取原狀樣土。為此在鉆孔中采用取砂器、薄皮取樣器；地表采用原位壓樣、方箱取樣等方法采取原狀樣。經(jīng)取樣分析，二期圍堰堰基內(nèi)細砂平均粒徑為0.177～0.233mm，級配均勻，不均勻系數(shù)為1.3 3.2，0.05mm以下的粉粒含量在2％～13％之間，屬均勻的細砂。其比重在2.65～2.76之間，最大孔隙比為1.116 1.128，最小孔隙比為0.652 0.642。干容重為13.6～13.7kN/m3，濕容重為17.1～18.2kN/m3，含水量(24.0～33.5)％，相對密度Dr＝0.29 0.32，屬稍密～中密狀細砂。

表1 堰基細砂物理力學(xué)指標(biāo)及滲透特征統(tǒng)計表

l.4 塊球體

塊球體指殘留在河漫灘或保存在沖積層或全強風(fēng)化帶巖體內(nèi)風(fēng)化程度較輕的堅硬巖塊。經(jīng)漫灘地質(zhì)測繪與鉆孔勘察，堰基下的塊球體的分布有三個層次：

(1)夾于原枯水河槽砂礫石層中下部的零星漂石，鉛直向尺寸0.3m以上；

(2)廣泛分布于兩側(cè)漫灘、零星分布于枯水河槽基巖面的殘積塊球體夾砂層，塊球體一般l～3m，最大5～7m，疊置厚度一般2～6m，最厚8～10m。

(3)強風(fēng)化帶中下部的半堅硬一堅硬塊體，自上而下含量增加，塊體增大。

由于塊球體堅硬，尺寸大，是制約防滲墻施工的關(guān)鍵因素，是二期圍堰施工的主要難點之一。因此圍堰防滲線路選擇時，根據(jù)原地表測繪資料已盡可能地避開了殘積塊球體分布區(qū)。最終選定防滲線上殘積塊球體分布總長173m，占軸線長的15％。

強風(fēng)化帶中的塊球體分布總長度達663m，占軸線長度的58％，因而防滲墻在此層中造孔施工難度很大。

2 處理建議

通過對上述主要工程地質(zhì)問題的勘察研究，長委會三峽勘測研究院在1996年6月的技術(shù)報告中提出了二期圍堰設(shè)計思路上的關(guān)鍵點和施工難點作為設(shè)計依據(jù)：

(1)由于細砂層分布廣，河床深槽段較厚，物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)低，不能滿足堰基承載力要求，且二期圍堰水深大、防滲墻高，建議清除或加固細砂層。

(2)二期圍堰基礎(chǔ)巖體大多為強透水巖體，基巖中可能存在有集中滲漏通道，二期圍堰水頭又高，為確保施工期安全，必須建立可靠的防滲體，防滲墻應(yīng)嵌入弱風(fēng)化帶1m，墻下應(yīng)普遍設(shè)置灌漿 帳幕以堵塞集中滲漏通道。

(3)河床基巖深槽，防滲墻造孔深度達75m左右，且在深槽左側(cè)有70。左右的基巖陡坡，勢必是施工難點、是控制工期的關(guān)鍵部位，必須作好施工機械的選型和組織設(shè)計，以在最短的時間內(nèi)完成防滲體系。

(4)塊球體巖質(zhì)堅硬，分布廣泛，鉆進困難，也是施工難點，因此應(yīng)研究有效的機器、措施與工藝，以保工期與質(zhì)量。并加強防滲墻先導(dǎo)孔施工，以準(zhǔn)確確定基巖面及弱風(fēng)化頂面的位置，先導(dǎo)孔施工間距(6～10)m為宜。對基巖面變化復(fù)雜的河床深槽段，先導(dǎo)孔應(yīng)進一步加密。

工程地質(zhì)論文:淺談工程地質(zhì)三維建模與可視化

摘要：現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)(GIS)都主要表達二維的地表地物的圖形和屬性信息，要擴展到真三維包含地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地質(zhì)信息系統(tǒng)還有差距。本文分析了工程地質(zhì)體三維建模與可視化研究的關(guān)鍵技術(shù)問題,并結(jié)合金沙江某水電工程壩址區(qū)的三維地質(zhì)建模進行了初步開發(fā)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì) 三維建模與可視化 地質(zhì)信息

1 前言

現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)(GIS)都主要表達二維的地表地物的圖形和屬性信息，要擴展到真三維包含地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地質(zhì)信息系統(tǒng)還有差距。一個大型地質(zhì)工程項目從可行性研究階段、初步設(shè)計階段到詳細設(shè)計階段，乃至到工程施工與運行階段，往往積累了大量的地質(zhì)資料，用三維模型圖形圖像來表達和解釋如此龐大的資料，比光靠數(shù)據(jù)庫和圖表圖紙等傳統(tǒng)手段來得有效的多。建立工程地質(zhì)體的三維模型，處理巖層界面與結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系，逼真反映地下主要地質(zhì)結(jié)構(gòu)全貌，將為工程地質(zhì)工作者分析研究工程地質(zhì)現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)掌握巖土體結(jié)構(gòu)規(guī)律，提供一種嶄新的研究手段和研究方法。

國外三維地質(zhì)建模和可視化研究發(fā)展較快。加拿大阿波羅科技集團公司推出的三維建模與分析軟件MicroLYNX，通過對離散點采樣、鉆探采樣和探槽采樣等空間數(shù)據(jù)的處理，產(chǎn)生剖面、塊和面等模型，確定礦藏分布和等級變化并計算礦藏儲量。加拿大Gemcom Software International Inc.公司開發(fā)的Gemcom軟件通過鉆孔、點、多邊形等數(shù)據(jù)，利用實用的圖形編輯和生成工具，顯示鉆孔孔位分布，運用不規(guī)則三角網(wǎng)建立表面和實體模型，運用多義線圈閉巖層和礦體邊界進行儲量和品位分析，提供了交互操作功能并允許用戶根據(jù)自己的經(jīng)驗和專家知識勾畫地質(zhì)模型，實現(xiàn)任意剖面切割任意角度觀察和實體與實體或?qū)嶓w與表面的交切與布爾運算等。國外軟件主要是瞄準(zhǔn)采礦工程，能夠較好地滿足采礦工程活動中的礦產(chǎn)資源勘探和評價、地下礦井和露天礦坑設(shè)計和規(guī)劃、礦產(chǎn)資源管理和采礦生產(chǎn)管理等需求。美國Kinetix公司開發(fā)的3D Studio MAX，Alias/Wavefront公司開發(fā)的Maya和微軟公司開發(fā)的Softimage等大眾化的三維建模軟件，在構(gòu)建工業(yè)和建筑模型與動畫制作方面有其獨到之處，但交互查詢的功能較弱，與工程勘測數(shù)據(jù)庫結(jié)合并應(yīng)用于工程地質(zhì)三維建模方面還有較大距離。

張菊明等對風(fēng)化帶分布、多層地層等地質(zhì)信息的可視化和斷層錯斷巖層的表達和顯示的算法[1,2]進行了較為深入的研究，為工程地質(zhì)三維可視化軟件的開發(fā)準(zhǔn)備了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并借助AutoCAD平臺實現(xiàn)了復(fù)雜三維地質(zhì)圖形的顯示。國內(nèi)的靈圖VRMap地理信息系統(tǒng)軟件有較強的地形模擬和地表地物的查詢功能，但不是真三維的地質(zhì)建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開發(fā)TITAN三維建模軟件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面數(shù)據(jù)，建立起三維空間復(fù)雜形狀物體的真三維實體模型，但目前只是初步的三維建模與圖形處理的引擎，在面向具體專業(yè)時，需要添加或擴充專業(yè)模塊，比如工程地質(zhì)專業(yè)模塊等。

縱觀國內(nèi)外幾種軟件的研究與開發(fā)現(xiàn)狀，它們?yōu)楣こ痰刭|(zhì)三維建模與可視化打下了很好的技術(shù)基礎(chǔ)，提供了很寶貴的開發(fā)經(jīng)驗。但是，對于工程地質(zhì)專業(yè)的地質(zhì)體建模與可視化分析的針對性不強，不能夠很好地滿足工程地質(zhì)生產(chǎn)與研究的專業(yè)功能需要。因此本文將從分析工程地質(zhì)的三維建模和可視化的關(guān)鍵技術(shù)問題入手，簡單描述作者在工程地質(zhì)三維建模和可視化方面的初步開發(fā)研究成果。

2 關(guān)鍵技術(shù)問題分析 2.1離散數(shù)據(jù)的插值與擬合

工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體中的各種地質(zhì)信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節(jié)理、風(fēng)化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學(xué)、巖土體的物理力學(xué)參數(shù)或數(shù)據(jù)的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數(shù)，它們的擬合函數(shù)要根據(jù)實際勘測數(shù)據(jù)建立，實測數(shù)據(jù)越豐富，越能夠真實描繪出這些信息的空間分布規(guī)律。地表地形測量數(shù)據(jù)、地下水位埋深測量信息等的單值曲面圖形生成可歸結(jié)為雙自變量離散數(shù)據(jù)的插值和擬合，多值曲面如倒轉(zhuǎn)褶皺和空間等值面等，則應(yīng)采用多參變量插值等其他一些較復(fù)雜的方法?？臻g曲面插值函數(shù)有以下構(gòu)造方法，如與距離成反比的加權(quán)方法(Shepard 方法)，徑向基函數(shù)插值法(Multiquadric方法)[3]，平面彈性理論插值法[1,2]等，它們同樣適用于單個連續(xù)地層界面、地球物理勘探數(shù)據(jù)、地球化學(xué)勘探數(shù)據(jù)以及巖土體物理力學(xué)參數(shù)在地質(zhì)體空間的分布。

2.2 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

工程地質(zhì)體一般是不規(guī)則形體，在計算機圖形學(xué)中曲線和曲面總是分別通過很多微小直線段和微小三角面逼近來模擬地層巖性界線和巖層曲面，即巖層界面（和地表曲線、地下水位面等地質(zhì)層面界線）和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。地質(zhì)體三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是工程地質(zhì)三維建模和可視化的基礎(chǔ)，這就要求必須具備有效的分層的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠確保人機交互和查詢的實現(xiàn)。

2.3 曲面求交

地質(zhì)體中存在大量各種層面，當(dāng)出現(xiàn)地層不整合、斷層錯斷巖層、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時，就自然會遇到曲面間求交的問題；地質(zhì)體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過數(shù)學(xué)方法擬合出的巖層面或地下水位面不應(yīng)超出地表曲面，即超出部分不應(yīng)顯示。同樣的，當(dāng)顯示多層地層時，下面的每一巖層應(yīng)以其上一巖層為邊界。因此，為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表、斷層面和其他地層面的求交問題。另一方面，在剖面圖成圖時，地質(zhì)界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質(zhì)界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質(zhì)界面（層面）之間的相交，和地質(zhì)界面與剖面的相交兩類問題。

2.4 三維拓撲結(jié)構(gòu)分析

從地質(zhì)學(xué)角度看，拓撲是地質(zhì)對象間關(guān)系的表格，拓撲表存儲層位間上覆、下伏和交切(被斷層切割后地層的拓撲表達)等的地層學(xué)關(guān)系及地質(zhì)空間位置關(guān)系。拓撲也可視為允許這些地質(zhì)關(guān)系合理儲存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，考慮多層地層，上一個巖層的底面和與其相鄰的下一個巖層的頂面是上下巖層這兩個實體的公共部分或共享邊界，它們之間的拓撲關(guān)系就是相鄰和同一的關(guān)系，在存儲數(shù)據(jù)時只存儲上一個巖層的底面或其相鄰的下一個巖層的頂面，即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個地層曲面，大大減少數(shù)據(jù)存儲量。評價地質(zhì)模型系統(tǒng)的優(yōu)缺點往往決定于描述地質(zhì)對象所用的拓撲結(jié)構(gòu)[4]。

2.5 可視化技術(shù)

工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體可視化，是利用計算機技術(shù)將工程勘測獲得的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為形象直觀的便于進行交互分析的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)空間形態(tài)的立體圖和剖面圖形，其基礎(chǔ)是工程數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的可視化〔5〕。利用可視化技術(shù)可以從龐大的地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)中構(gòu)造出地質(zhì)工程中對于邊破穩(wěn)定性和地下硐室變形破壞等起關(guān)鍵作用的巖層和結(jié)構(gòu)面，并顯示其范圍、走向和相互交切關(guān)系，幫助工程地質(zhì)人員對原始數(shù)據(jù)做出正確解釋，繼而為工程地質(zhì)分析具體問題提供決策支持。

3 工程地質(zhì)三維可視化技術(shù)的初步開發(fā)與應(yīng)用 3.1 研究框圖 工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。

基于離散采樣數(shù)據(jù)的插值與擬合的思想，即將離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)曲線曲面, 工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體三維建模與可視化的過程是，從勘探數(shù)據(jù)庫中提取各種地質(zhì)信息的坐標(biāo)位置及巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，通過不同的擬合與插值函數(shù)得到地質(zhì)層面(曲面)和地質(zhì)實體的三維計算機圖形顯示，表達地質(zhì)信息在研究區(qū)域內(nèi)的分布規(guī)律。生成地質(zhì)巖層面和地質(zhì)實體后，實現(xiàn)從任意角度觀察建立的模型，實現(xiàn)根據(jù)指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。

3.2 初步開發(fā)與應(yīng)用 3.2.1 工程勘測空間數(shù)據(jù)庫管理 在收集整理現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)后錄入金沙江某水電工程勘測空間數(shù)據(jù)庫各分項數(shù)據(jù)表，這些數(shù)據(jù)表不僅包括地質(zhì)信息的位置數(shù)據(jù)，更重要的是提供屬性數(shù)據(jù)。

以地層巖性數(shù)據(jù)表為例，要求錄入鉆孔編號、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性（地層名稱）、地層代碼（地層年代）、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關(guān)系、地質(zhì)描述等數(shù)據(jù)。隨著工程勘測的進展，能夠方便地修改補充和管理勘測數(shù)據(jù)。圖2是工程勘測數(shù)據(jù)庫中鉆孔地層系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的管理界面。

3.2.2 三維瀏覽 通過孔口坐標(biāo)和測量數(shù)據(jù)等的離散數(shù)據(jù)的擬合和插值法繪制壩址區(qū)的右岸地表曲面網(wǎng)格（圖3），進而可在三維圖形環(huán)境中進行虛擬現(xiàn)實瀏覽觀察（圖4）。

3.2.3 三維地質(zhì)立體圖 利用工程勘測數(shù)據(jù)，建立了壩址區(qū)右岸三維立體地質(zhì)圖。該壩址區(qū)自上而下地層巖性組合為：第四系崩坡堆積物，侏羅系泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，三疊系上統(tǒng)厚至巨厚層狀細至中粒砂巖，三疊系上統(tǒng)薄至中厚層狀粉細紗巖、粉砂巖，三疊系上統(tǒng)中厚至厚層狀中粗砂巖。通過有限的工程勘測數(shù)據(jù)得出的立體圖，能夠較好地滿足工程地質(zhì)的精度。圖5表達了該壩址區(qū)右岸三維地質(zhì)圖。

3.2.4 三維可視化查詢 通過圖形與工程勘測數(shù)據(jù)庫中的屬性數(shù)據(jù)的鏈接，實現(xiàn)可視化查詢地層巖性和其他工程地質(zhì)信息，最終完成向三維地質(zhì)信息系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。圖6是一簡單的被斷層錯斷的水平多層地層模型，通過模型的每個地層實體名稱與數(shù)據(jù)表中的巖石名稱字段對應(yīng)鏈接，能夠查詢地層的巖性，地質(zhì)年代，起止深度和地質(zhì)描述等工程地質(zhì)人員關(guān)心的地質(zhì)信息。

4 結(jié)論

(1) 運用先進的可視化技術(shù)與交互圖形技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫，存儲和管理現(xiàn)場勘探實測和試驗數(shù)據(jù)，建立工程地質(zhì)體的三維模型，工程地質(zhì)工作者可隨著勘察或研究工作的不斷深入細致，對研究(工作)區(qū)域隨時補充信息來自動顯示地質(zhì)信息在研究(工作)區(qū)域內(nèi)的分布，從而不斷提高模型精度，并且利用模型反饋回來的信息及時發(fā)現(xiàn)已有勘察工作中的不足，從而及時修改勘察或研究工作方案，指導(dǎo)下一步勘探或研究工作的實施。

(2) 工程地質(zhì)三維建模與可視化的深入研究，可以充分利用已有現(xiàn)場勘探實測或試驗數(shù)據(jù)，達到節(jié)約投資減少勘察或研究成本的目的。當(dāng)現(xiàn)場勘探和試驗數(shù)據(jù)資料不足情況下，通過對已有數(shù)據(jù)的插值與擬合到建立三維模型，可以推斷和預(yù)測未知區(qū)域或研究較少區(qū)域的地質(zhì)信息或巖土體物理力學(xué)參數(shù)的分布趨勢，從而為減少勘探工作量提供科學(xué)的可靠的依據(jù)，達到節(jié)約花費，為生產(chǎn)或研究部門產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益的目的。

(3)工程地質(zhì)巖土體是復(fù)雜的不規(guī)則形體，存在各種地質(zhì)巖性層面、結(jié)構(gòu)面以及各種空間分布的地質(zhì)與力學(xué)信息，完全表達地質(zhì)信息的空間分布及巖層和結(jié)構(gòu)面間的位置關(guān)系，工程地質(zhì)三維建模與可視化研究是大有作為的。

工程地質(zhì)論文:黃河大柳樹水利樞紐主要工程地質(zhì)問題及評價

摘要：本文對大柳樹地震地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件進行了論述。大柳樹壩址處于相對穩(wěn)定地塊，不存在工程抗斷問題。壩址區(qū)巖體雖然完整性相對較差，但不存在“大范圍的松動巖體”，具備安全修建高土石壩的地質(zhì)條件。

關(guān)鍵詞：活斷層 工程抗斷 松動巖體 灌漿效果 成洞條件 邊坡穩(wěn)定性 大柳樹水利樞紐

大柳樹水利樞紐位于黃河上游黑山峽出口以上2km處，設(shè)計壩型為混凝土面板堆石壩，最大壩高約164m，庫容110億m3，裝機2000MW，是以優(yōu)化水資源配置、灌溉、供水、發(fā)電以及防洪、防凌、南水北調(diào)西線工程調(diào)水調(diào)節(jié)等綜合利用為目的的一座大型水利樞紐工程。

大柳樹勘察設(shè)計工作始于20世紀(jì)50年代，多年來原水電部北京勘測設(shè)計院、西北勘測設(shè)計院、水利部天津勘測設(shè)計院等先后做過勘察工作。國家地震局、中國科協(xié)、地礦部、蘭州大學(xué)等有關(guān)科研單位、大專院校對某些專門性地質(zhì)問題做過研究。對大柳樹水利樞紐主要地質(zhì)問題一直存在較大爭議，集中反映在建壩的地震地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件上，對是否存在工程抗斷問題和“大范圍松動巖體”認識不一致。

經(jīng)過多年勘察論證，關(guān)于大柳樹水利樞紐建壩的地質(zhì)條件已基本查明，現(xiàn)就有關(guān)地質(zhì)問題評價綜述于后。

1 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性能

1.1 區(qū)域構(gòu)造發(fā)育特征

本區(qū)地處青藏高原東北緣、祁連山地槽北側(cè)的走廊過渡帶東端。北部為比較穩(wěn)定的大陸地臺區(qū)，東部為鄂爾多斯西緣拗陷帶，其形成和發(fā)展受到青藏高原隆起的動力學(xué)機制的制約。本區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動，構(gòu)造形跡發(fā)育。根據(jù)其力學(xué)屬性、活動特征、成生聯(lián)系和復(fù)合關(guān)系等，可分為東西向、隴西系和河西系3個構(gòu)造帶。

1.1.1 東西向構(gòu)造帶

東西向構(gòu)造帶，展布于北緯37°~38°之間，如衛(wèi)寧北山，黑山－紅山－紅石溝峁一帶，五佛川－大廟斷層等。主要由近東西向展布的壓性斷裂和褶皺組成，構(gòu)造形跡多呈舒緩波狀展布。構(gòu)造形跡形成于加里東期，一直活動到燕山運動早期。

1.1.2 隴西系旋扭構(gòu)造帶

隴西系旋扭構(gòu)造帶，對本區(qū)構(gòu)造格局起著控制作用。該帶形成于燕山運動晚期，主要由向北東方向凸出的弧形隆起帶和拗陷帶組成。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有景泰－海原斷裂帶和中衛(wèi)－同心斷裂帶。

（1）景泰一海原斷裂帶：景泰－海原斷裂帶以米家山、西華山與南華山隆起及西側(cè)山前斷裂為主體，總長度達400余km，帶寬15～25 km。斷裂規(guī)模大，且呈束狀展布。沿斷層走向可見到溝谷、水系、山脊等微地貌被左旋錯斷。該斷裂帶不僅有多次活動，且全新世以來還在強烈地活動。據(jù)國家地震局專題研究成果，該斷裂帶為殼內(nèi)斷裂。

（2）中衛(wèi)－同心斷裂帶：展布于同心西和中衛(wèi)南的天景山、香山北麓一線。全長約200km。以紅谷梁為界，斷裂帶西段走向北西西至近東西向，北側(cè)是以中新統(tǒng)為基底的山前臺地及第四紀(jì)中衛(wèi)盆地；南側(cè)是古生界為主體的寬大山體。斷裂帶東段走向由北西西向逐漸轉(zhuǎn)化為北北西向，東側(cè)為新生代清水河斷陷盆地，西側(cè)是新生代地層組成的低山丘陵。據(jù)重力梯度測試，該斷裂帶下切深度不大，屬基底斷裂。

1.1.3 河西系構(gòu)造帶

河西系是本區(qū)新生代以來發(fā)展起來的構(gòu)造形跡。其總體走向為NW320°～340°，略呈等距平行斷續(xù)帶狀展布?？刂浦律鄣睾凸鹊氐陌l(fā)育，地貌上常形成沖溝。區(qū)內(nèi)河西系構(gòu)造帶主要分布于粉石溝及其以東地段和小觀音附近苦水溝及翠柳溝等地。

1.2 新構(gòu)造運動

受青藏高原隆起影響，本區(qū)存在一系列向北東凸出的弧形斷裂帶，由南而北其彎曲弧度愈來愈大，下切深度逐漸減小。構(gòu)造規(guī)模與活動速率，由南向北由強變?nèi)酢?

大柳樹壩址位于景泰—海原活動斷裂帶和中衛(wèi)—同心、活動斷裂帶之間香山—天景山隆起的邊緣，是一個相對穩(wěn)定地區(qū)，盡管距中衛(wèi)—同心活動斷裂帶較近，但壩址并不位于活斷層上。

景泰—海原斷裂帶位于大柳樹壩址以南60km處。斷裂帶規(guī)模大，活動性強。在該斷裂帶上近代地震活動頻繁，1920年海原8.5級地震即發(fā)生在該帶上。這次地震對大柳樹壩址影響烈度為7度。

中衛(wèi)—同心斷裂帶規(guī)模相對較小，活動性較弱。該斷裂帶在不同部位活動強度也不盡相同?？傮w來看，弧頂部位所在的中間段落要強于兩端段落；以東大溝為界，東段活動強度要強于西段。

東段斷裂南側(cè)香山、天景山與北側(cè)第四紀(jì)衛(wèi)寧盆地高差達1100m，而西段斷裂帶兩側(cè)地形高差僅為700～800m。

從水系位移情況來看，東段經(jīng)過斷裂的沖溝普遍發(fā)生左旋位移，紅谷梁至堿溝，各類沖溝左旋位移十分明顯，且有許多斷頭溝和廢棄溝出現(xiàn)。西段水系左旋位移不明顯。

東段斷裂北側(cè)衛(wèi)寧盆地第四系堆積物揭露最大厚度達298 m，而西段斷裂北側(cè)為騰格里沙漠南緣，第四系厚度很小，在溝谷內(nèi)多見基巖出露。

1709年和1852年發(fā)生的2次6級以上強震震中集中于斷裂東段，西段沒有6級以上強震。1970～1985年西段斷裂帶上僅有1次2.0～4.9級小震活動，而東段，2.0～4.9級小震卻有37次。1709年中衛(wèi)南7.5級地震，東段見有明顯的地震形變帶，而西段地震形變帶不明顯。此次地震對大柳樹壩址影響烈度為8度。

1.3 大柳樹壩址不存在工程抗斷問題

1.3.1 壩區(qū)主要斷裂展布

大柳樹壩址位于斷層F7與F3之間，北至F7斷層最近距離0.8km，南距F3斷層約0.7km，壩址南側(cè)約3.2km有F1斷層展布。F201斷層位干F7斷層以北0.7 km處，距大柳樹壩址最近距離為1.5km。

F7斷層：沿香山北麓分布，西起麻雀灣，東至粉石溝，長約23km。產(chǎn)狀NW70°～80°SE∠40°～70°，是一條壓性逆斷層。南盤為寒武系中統(tǒng)香山群第四亞群，局部地段為泥盆系，北盤為石炭系煤系地層。

F3斷層：長約10km。斷層走向NE65°～80°，近直立。東段在煙筒梁附近與F7斷層歸并，西段在在賊溝一帶歸并于F1斷層，為F1和F7的分支斷裂。北盤為中寒武系香山群第四亞群或泥盆系，南盤為石炭系煤系地層。

F1斷層：位于壩址南側(cè)，延伸長度31km。斷層產(chǎn)狀NE80°～NW300°SE（SW）∠51°～78°。斷層總體表現(xiàn)為中寒武系香山群第四亞群，向北逆沖到石炭系或三疊系之上。

F201斷層：西起麻雀灣，向東延伸至長流水溝口，全長約8km。斷層走向NE75°～NW280°，傾向南東或南西，傾角50°～80°。不同出露位置，斷層影響地層也不盡相同。在西端麻雀灣一帶可見石炭系地層逆沖到第三系之上，東端長流水溝口石炭系地層則逆沖到第四系沖積砂礫石之上。

從斷層規(guī)模來看F201斷層明顯小于其南側(cè)的F7、F3、F1斷層，無論從平面還是剖面上，與上述斷層均無交切。

1.3.2 壩址區(qū)不存在活斷層

壩址構(gòu)造均受斷層F7與F3控制，因此，壩址斷層的活動性主要取決于斷層F7與F3的活動性。

F7斷層：該斷層活動時期在中更新世及以前，晚更新世以來沒有活動跡象，主要依據(jù)有：

（1）從地層學(xué)方面分析，F(xiàn)7斷層上覆厚度不等的第四系沖洪積或坡積層，現(xiàn)場勘察證明，都沒有被斷層擾動的現(xiàn)象。通過黃河六級和七級階地探槽剖面可見，階地基座仍保持了黃河沖刷形成的平整侵蝕面；基座上堆積的中更新統(tǒng)沖積礫石層呈水平狀，均保持了原始堆積形態(tài)；不存在斷層活動產(chǎn)生的變形現(xiàn)象。因此，從地層學(xué)方面分析，F(xiàn)7斷層至少在中更新世早期之后沒有活動跡象。

（2）從微地貌特征分析，F(xiàn)7斷層一般出現(xiàn)于山坡半腰，跨斷層的地形面并無坡度突變現(xiàn)象?？鐢鄬拥暮榉e扇面、山坡面也沒有受到斷層活動的影響。在穿越F7斷層的114條沖溝中，直穿斷層而過的有94條，占83％，即沖溝穿越F7斷層處沒有明顯的規(guī)律性的扭錯現(xiàn)象。由此可見，F(xiàn)7斷層屬于老的構(gòu)造線，未受到最新活動的影響。

（3）地層年代方面，利用斷層泥中石英所作熱釋光年代測定，F(xiàn)7斷層最晚一次活動時期是在距今約110萬～115萬年。

F3斷層：冰溝內(nèi)，在一級階地上被2 m厚的沖洪積物覆蓋。斷層兩側(cè)階地面連續(xù)完整，沒有發(fā)現(xiàn)斷層活動跡象。根據(jù)斷層泥中石英熱釋光測定其最后活動距今為56萬年，說明F3斷層至少在中更新世以來沒有再活動的表現(xiàn)。

F1斷層：斷層沿線沒有明顯的構(gòu)造地貌，從冰溝內(nèi)和馬和井溝觀察，石炭系地層擠壓強烈，局部地段形成斷層泥帶，據(jù)斷層泥中石英顆粒顯微特征研究，該斷層主要活動時期在上新世至中更新世時期。

通過地層學(xué)、地貌特征及測年資料分析，壩址附近的F7、F3及其以南的F1斷層，其活動時期均在中更新世或以前，晚更新世以來無活動跡象。

1.3.3 F201斷層活動不會引起大柳樹壩址斷層活動

根據(jù)國家地震局研究成果，中衛(wèi)—同心斷裂帶中段活動性，具有明顯的時空轉(zhuǎn)換規(guī)律，即隨著時間的推移，斷裂帶活動由南向北遷移，晚更新世以來，該斷裂帶的活動已遷移到F201斷層及其以北地區(qū)。

F201斷層：不同出露位置，斷層影響地層也不盡相同。在西端麻雀灣一帶可見石炭系地層逆沖到第三系之上，東端長流水溝口石炭系地層則逆沖到第四系沖積砂礫石之上。在孟家灣村東，由于第四系松散堆積物較厚，一般難以見到斷層面。在地貌上表現(xiàn)為5～8 m高的斷層崖，流經(jīng)F201斷層的水系大部分表現(xiàn)出左旋扭曲的特征。

探槽揭露F201斷層在晚更新世以來有過5次古地震事件。5次古地震事件代表了5次較強烈活動，但均未引起更靠近壩址的F7、F3等斷層活動。

從斷層活動特征來看，F(xiàn)7、F3、F1斷層表現(xiàn)為擠壓逆沖特征，活動時期在中更新世以前，而F201斷層則表現(xiàn)為左旋走滑兼逆沖特點，斷層活動一直持續(xù)到全新世，這一點與上述斷層明顯不同。

F201斷層無論從平面還是剖面上，與F1、F3、F7斷層均無交切，兩者無同生和共生聯(lián)系。F201斷層即使進一步活動也不可能引起F7及以南斷層的活動。

綜上所述，大柳樹壩址處于景泰－海原和中衛(wèi)—同心活動斷裂帶之間相對穩(wěn)定地塊上，樞紐區(qū)不存在活斷層，F(xiàn)201斷層的繼續(xù)活動不會引起壩址斷層的活動。因此，大柳樹壩址不存在工程抗斷問題，而僅是在地震基本烈度基礎(chǔ)上的抗震問題。

1.4 地震基本烈度及地震動參數(shù)

根據(jù)國家地震局分析預(yù)報中心1991年研究成果，本區(qū)14世紀(jì)以來可劃分為2個地震活動期，目前處在第二活動期起伏衰減階段。根據(jù)地震活動時空分布特征，中衛(wèi)—同心斷裂帶不處在本活動期強震發(fā)生的主體活動地帶。50年超越概率為0.1時，其地震基本烈度為8度，相應(yīng)的基巖峰值加速度為0.24g。

2001年2月由國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、2001年8月1日實施的《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306—2001）。根據(jù)該圖大柳樹壩址與小觀音壩址同處于地震動峰值加速度0.2g范圍內(nèi)，即相當(dāng)于地震基本烈度8度。

2 建壩工程地質(zhì)條件

2.1 基本地質(zhì)條件

黃河由北北東向轉(zhuǎn)為北東東向流經(jīng)壩址，于右岸形成凸岸。壩址河谷呈“U”字型，兩岸岸坡坡角33°～40°，略顯不對稱，地形相對高差約300m。

壩址位于F3與F7斷層之間，兩斷層在壩址部位相距1.5 km。壩址區(qū)發(fā)育有大柳樹倒轉(zhuǎn)背斜。兩岸基巖裸露，基巖地層主要為寒武系中統(tǒng)變質(zhì)砂岸夾板岸或千枚狀板巖。地層產(chǎn)狀NE60°～80°SE∠30°～85°，左岸褶曲發(fā)育段傾向北西。巖體中斷層、擠壓帶、節(jié)理、裂隙等構(gòu)造形跡發(fā)育。兩岸沖溝發(fā)育，谷坡中上部風(fēng)化卸荷作用較強烈。

2.2 關(guān)于“大范圍松動巖體”

大柳樹壩址巖體完整性較差，但不存在“大范圍深厚松動巖體”，主要依據(jù)有：

（1）壩址地應(yīng)力場特征說明不存在“大范圍松動巖體”、“構(gòu)造應(yīng)力釋放殆盡”，自重應(yīng)力大于水平應(yīng)力，是所謂大范圍松動巖體的地應(yīng)力場特征。運用水壓致裂方法進行的73段次地應(yīng)力測量，測點高程為1097.1～1301 m。結(jié)果表明，大柳樹壩址為擠壓應(yīng)力場，最大水平主應(yīng)力一般為4～6MPa，最大13.56MPa，最大主應(yīng)力方向呈NE17°；而最小水平主應(yīng)力一般為2～4 MPa，大于自重應(yīng)力。全區(qū)為構(gòu)造應(yīng)力場，不具備所謂大范圍松動巖體的地應(yīng)力場特征。

（2）岸坡存在通常工程地質(zhì)上的卸荷、風(fēng)化現(xiàn)象，而不是“大范圍松動巖體”。大柳樹壩址由于構(gòu)造發(fā)育，加之沖溝切割，兩岸岸坡卸荷、風(fēng)化帶厚度較大，卸荷帶水平厚度左岸為0～40m，右岸為0～23.2m；強風(fēng)化帶厚度左岸為1.5～42m，右岸為6.6～42m。風(fēng)化、卸荷帶厚度主要受到巖體完整性和地形地貌等控制。貫穿右岸山體的346平硐長達711.75 m，硐底高程1 344～1 347 m，高出河水面100余m。平硐近北口即位于所謂大范圍松動巖體的中部。開挖情況表明：硐壁巖體擠壓緊密，僅局部有與斷層相配套的張開裂隙，分布于壓性逆斷層上盤或斷層交匯帶，為典型的構(gòu)造張裂隙；除此之外，全硐不存在地震力或重力作用產(chǎn)生的張開結(jié)構(gòu)面。并不存在某一高程（1 265 m）以上巖體普遍強烈松動。由上述資料可知，盡管本壩址卸荷帶、風(fēng)化帶厚度較大，但岸坡卸荷帶僅限于表部巖體，不存在“大范圍深厚卸荷松動巖體”。

（3）巖體縱波速度反映了巖體的質(zhì)量，并不能說存在“大范圍松動巖體”波速值高低主要受巖性、構(gòu)造發(fā)育程度及風(fēng)化、卸荷等條件的制約。沿洞壁進行地震波測試，強、弱、微風(fēng)化巖體縱波速度分別為1 100～2900，1 500～3500，2300～3 800m/s。隨埋深增加，風(fēng)化程度減弱，波速值逐漸增高，這也說明不存在“深厚松動巖體”。對穿測試共進行了8對，且均進行了CT剖面分析。除位于倒轉(zhuǎn)背斜倒轉(zhuǎn)翼、平硐埋深小的323～325、327～325m兩對平硐之外，硐間巖體縱波速度小于2000m/s者約占20％，2000～2800m/s者約占49.6％，2800～3600m/s者占25.4％，巖體波速大于3600m/s者約占4％。壩址平硐硐徑2m，其開挖松動圈厚達0.5～2.55m，說明平硐開挖人工爆破影響較大，硐壁圍巖長期臨空卸荷、裂隙張開，從而導(dǎo)致硐壁巖體波速較低。硐間巖體波速明顯高于硐壁巖體波速，反映硐間巖體完整性較好。

（4）巖體滲透特性不均一，不存在巖體大范圍松動的嚴(yán)重透水滲漏。據(jù)壩址兩岸（高程1 250m以上）68個鉆孔797段、總長度5255.54m壓水試驗資料統(tǒng)計，極微透水（小于1 Lu）和微透水（1～100Lu）段約占總試驗段長的64％，中等透水（5～10Lu）和較嚴(yán)重透水（10～100 Lu）段占總試驗段長的34％，而嚴(yán)重和極嚴(yán)重透水段僅占總試驗段長的2％。即不存在“大范圍松動巖體”的嚴(yán)重透水滲漏。總體來看，巖體透水性不均一，主要受巖性組合、巖體完整性控制。同時隨埋深增加，風(fēng)化程度減弱，透水率逐漸減小。

2.3 壩基工程地質(zhì)

壩址河谷為斜向谷，基巖為淺變質(zhì)的長石石英砂巖夾板巖或千枚狀板巖，巖層傾向上游偏右?guī)r，河床覆蓋層5～11 m，無大斷層分布，河谷下部巖體相對較完整。兩岸地下水位略高于河水位，相對隔水層埋藏較深。

沿趾板線按巖體特征可分為三段，即左岸、河床和右岸。其中左岸由于處于褶曲轉(zhuǎn)折端，卸荷深度較大，可研階段設(shè)計開挖深度達40余m。本區(qū)巖體具有巖石強度高，但巖體完整性較差的特點。為了研究巖體可灌性，及采用固結(jié)灌漿以提高趾板建基高程、節(jié)省開挖工程量的可能性，在左岸趾板附近進行了一個區(qū)灌漿試驗，灌漿段均處于卸荷帶巖體中（均為可研階段設(shè)計開挖線以上巖體）。灌前和灌后進行地震波對穿測試，波速值由灌前的平均1 670 m/s，灌后提高至3 210 m/s，提高率達92％；動彈模由灌前的（3.8～7.8）×103MPa，提高到（15.8～25.2）×103 MPa，提高率223％～392％，透水率降到3Lu以下。由此可見，壩址巖體灌漿效果明顯，即在卸荷帶巖體中通過灌漿處理也基本能夠滿足壩基加固和防滲的要求，存在將趾板基礎(chǔ)抬高，優(yōu)化設(shè)計的可能，擬在下階段進行比較。

壩基巖體透水性較強，按透水率小于3 Lu的防滲標(biāo)準(zhǔn)考慮，防滲帷幕深度左岸為70～110m，右岸為40～150m，河床為86～105m。

2.4 成洞條件

右岸隧洞區(qū)構(gòu)造形跡發(fā)育，洞室圍巖以Ⅳ類和Ⅲ類巖體為主，巖體質(zhì)量中等偏下。但巖石強度較高，全區(qū)處于擠壓應(yīng)力場，巖塊間咬合較好，圍巖變形影響范圍有限。設(shè)計洞線方向與最大主應(yīng)力交角較小。同時地下水水位低緩、水量少，施工期多數(shù)洞段處于地下水位以上，且?guī)r體具有一定的自穩(wěn)能力。綜合比較，大柳樹樞紐的地下洞室成洞條件優(yōu)于已建的小浪底工程，目前設(shè)計根據(jù)不同巖性分別采取短臺階開挖、掛網(wǎng)噴錨、超前錨扦、鋼支撐等綜合措施，可以保證安全成洞。

2.5 邊坡穩(wěn)定性

壩址兩岸自然巖坡坡角33°～40°。目前尚未發(fā)現(xiàn)影響邊坡穩(wěn)定連續(xù)性較好、規(guī)模較大、傾向坡外的破裂結(jié)構(gòu)面，天然岸坡是穩(wěn)定的，不具備產(chǎn)生大規(guī)模岸坡失穩(wěn)的條件。

隧洞進出口工程邊坡為永久性邊坡，其特點是坡度高且分布范圍大。發(fā)電洞、導(dǎo)流洞進口洞臉和表孔溢洪洞進口明渠右側(cè)邊坡為順向坡，隧洞出口洞臉及表孔溢洪洞進口邊坡為反向坡。由于巖體中破裂結(jié)構(gòu)面發(fā)育，易形成不利組合，應(yīng)盡量降低開挖邊坡高度。目前設(shè)計已采取放緩開挖坡、噴錨、混凝土護坡、預(yù)應(yīng)力錨索、打排水孔等綜合工程措施，高邊坡穩(wěn)定是有保證的。

3 結(jié) 論

綜上所述，大柳樹壩址處于相對穩(wěn)定地塊，樞紐區(qū)不存在活斷層，不存在工程抗斷問題，地震基本烈度為8度。壩址區(qū)巖體雖然完整性相對較差，但不存在“大范圍的松動巖體”。壩址主要地質(zhì)問題已基本查明，具備安全修建高土石壩的地質(zhì)條件。

工程地質(zhì)論文:二期圍堰工程地質(zhì)勘察研究與建議

摘要：三峽工程二期圍堰是三峽工程二期建設(shè)時期最關(guān)鍵的安全屏障，施工技術(shù)難度大，施工期短。為保證在一個枯水期完成一個土石方填筑總量達1032萬m3，混凝土防滲墻面積近9萬m 2的工程，自1972年起至1997年間，長江委三峽勘測研究院對二期圍堰枯水河床基巖深槽問題、堰基細砂層振動液化與滲透穩(wěn)定問題、堰基巖土滲透問題、堰基塊球體分布及對防滲墻造孔的影響等問題進行了詳細勘察與研究，并據(jù)此提出了二期圍堰設(shè)計思路上的關(guān)鍵點和施工難點作為設(shè)計依據(jù)，保證了二期圍堰工程的勝利建成。

關(guān)鍵詞：二期圍堰 工程地質(zhì) 勘察研究

二期圍堰是長江三峽工程重要的臨時建筑物之一，由上游和下游兩道圍堰組成，分別位于三峽大壩軸線上游200～450m及壩軸線下游400～700m。兩道圍堰呈折線橫跨長江布置，與已建成的混凝土縱向圍堰在長江河道內(nèi)圍成二期基坑，在二期施工期間擔(dān)負著保護基境內(nèi)安全施工及下游城鄉(xiāng)居民生命財產(chǎn)的安全。圍堰運行期間上游庫內(nèi)蓄洪容積達20億m3，萬一失事，將造成工程及下游生命財產(chǎn)的重大損失，而且會嚴(yán)重推遲三峽工程的工期。它是三峽工程二期建設(shè)時期最關(guān)鍵的安全屏障。

二期圍堰的施工技術(shù)難度大、施工期短。要想在一個枯水期完成土石方填筑總量達1032萬m3，混凝土防滲墻面積近9萬m2的二期上、下游圍堰工程，首先必須對堰基工程地質(zhì)條件作詳細勘察與研究。

自1972年起，長江委三峽勘測研究院就開始對二期圍堰基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件進行勘察研究工作。到1992年提交初設(shè)報告。查明該處工程地質(zhì)條件復(fù)雜，主要存在以下四個方面的工程地質(zhì)問題：

(1)二期圍堰最大擋水水頭85m，水下填筑深度60m，堰基下存在著較厚的細砂層，其承載力小，穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生管涌破壞，不利于二期圍堰堰體的穩(wěn)定。

(2)河床深槽部位水深，基巖面形態(tài)復(fù)雜，特別是上游圍堰河床深槽的左側(cè)存在著60°～75°的基巖陡坡，給防滲墻的嵌巖施工帶來了較大的困難。

(3)基巖內(nèi)存在著透水較強的巖體，在高水頭條件下可能引起集中滲漏，影響細砂層穩(wěn)定，對堰體產(chǎn)生破壞作用。

(4)二期圍堰施工期短，防滲線路長達2516m，堰體最大高度82.5m，堰基下有強度在130MPa以上的塊球體分布，防滲墻必須通過此層，施工難度大。

1992年以后至圍堰施工前，著重針對上述工程地質(zhì)問題又進行了詳細的勘察研究，并提出了處理建議。

1 主要工程地質(zhì)問題勘察研究

l.1細砂層的工程地質(zhì)特征勘察研究

二期圍堰堰基的細砂主要為葛洲壩水庫新淤積細砂，部分為蓄水前沉積，二者特征與物理力學(xué)性質(zhì)基本相同，呈灰或灰白色，松散均勻，具斜層理。由于細砂層在堰基下分布較廣，工程地質(zhì)性狀較差，因此必須對細砂的分布、沖淤變化以及承載力、滲透穩(wěn)定、動力穩(wěn)定作細致的研究。

1.1.1分布范圍及沖淤變化的研究

圍堰范圍內(nèi)勘探網(wǎng)點間距為40～60m，通過勘探鉆孔資料確定了砂卵石層頂面、基巖面等相對穩(wěn)定的界面作為細砂的底界面。采用不同年份的實測水下地形線進行比較，可以判斷河床的沖淤變化。再輔以鉆孔和物探資料判斷沉積物是細砂還是砂卵石層，編制細砂等厚線圖。

圍堰施工前，細砂層在上游圍堰枯水河床厚度一般為5～10m，最厚16m，兩岸漫灘一般厚0～5m，靠近中堡島附近最厚為12m；下游圍堰枯水河床細砂層厚8～17m，左岸漫灘3～15m，右岸漫灘0～15m，其沖淤變化與當(dāng)年的來水量有明顯的關(guān)系，來水量大時普遍以淤積為主，來水量小時，枯水河床及靠近枯水河床的兩側(cè)部分漫灘為沖刷區(qū)。圖l為上游圍堰施工前的細砂層等厚線圖。

1.1.2工程地質(zhì)特征研究

細砂由于結(jié)構(gòu)松散，為研究細砂層的工程地質(zhì)特性，勘察中特別著重要采取原狀樣土。為此在鉆孔中采用取砂器、薄皮取樣器；地表采用原位壓樣、方箱取樣等方法采取原狀樣。經(jīng)取樣分析，二期圍堰堰基內(nèi)細砂平均粒徑為0.177～0.233mm，級配均勻，不均勻系數(shù)為1.3 3.2，0.05mm以下的粉粒含量在2％～13％之間，屬均勻的細砂。其比重在2.65～2.76之間，最大孔隙比為1.116 1.128，最小孔隙比為0.652 0.642。干容重為13.6～13.7kN/m3，濕容重為17.1～18.2kN/m3，含水量(24.0～33.5)％，相對密度Dr＝0.29 0.32，屬稍密～中密狀細砂。

表1 堰基細砂物理力學(xué)指標(biāo)及滲透特征統(tǒng)計表

l.4 塊球體

塊球體指殘留在河漫灘或保存在沖積層或全強風(fēng)化帶巖體內(nèi)風(fēng)化程度較輕的堅硬巖塊。經(jīng)漫灘地質(zhì)測繪與鉆孔勘察，堰基下的塊球體的分布有三個層次：

(1)夾于原枯水河槽砂礫石層中下部的零星漂石，鉛直向尺寸0.3m以上；

(2)廣泛分布于兩側(cè)漫灘、零星分布于枯水河槽基巖面的殘積塊球體夾砂層，塊球體一般l～3m，最大5～7m，疊置厚度一般2～6m，最厚8～10m。

(3)強風(fēng)化帶中下部的半堅硬一堅硬塊體，自上而下含量增加，塊體增大。

由于塊球體堅硬，尺寸大，是制約防滲墻施工的關(guān)鍵因素，是二期圍堰施工的主要難點之一。因此圍堰防滲線路選擇時，根據(jù)原地表測繪資料已盡可能地避開了殘積塊球體分布區(qū)。最終選定防滲線上殘積塊球體分布總長173m，占軸線長的15％。

強風(fēng)化帶中的塊球體分布總長度達663m，占軸線長度的58％，因而防滲墻在此層中造孔施工難度很大。

2 處理建議

通過對上述主要工程地質(zhì)問題的勘察研究，長委會三峽勘測研究院在1996年6月的技術(shù)報告中提出了二期圍堰設(shè)計思路上的關(guān)鍵點和施工難點作為設(shè)計依據(jù)：

(1)由于細砂層分布廣，河床深槽段較厚，物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)低，不能滿足堰基承載力要求，且二期圍堰水深大、防滲墻高，建議清除或加固細砂層。

(2)二期圍堰基礎(chǔ)巖體大多為強透水巖體，基巖中可能存在有集中滲漏通道，二期圍堰水頭又高，為確保施工期安全，必須建立可靠的防滲體，防滲墻應(yīng)嵌入弱風(fēng)化帶1m，墻下應(yīng)普遍設(shè)置灌漿 帳幕以堵塞集中滲漏通道。

(3)河床基巖深槽，防滲墻造孔深度達75m左右，且在深槽左側(cè)有70。左右的基巖陡坡，勢必是施工難點、是控制工期的關(guān)鍵部位，必須作好施工機械的選型和組織設(shè)計，以在最短的時間內(nèi)完成防滲體系。

(4)塊球體巖質(zhì)堅硬，分布廣泛，鉆進困難，也是施工難點，因此應(yīng)研究有效的機器、措施與工藝，以保工期與質(zhì)量。并加強防滲墻先導(dǎo)孔施工，以準(zhǔn)確確定基巖面及弱風(fēng)化頂面的位置，先導(dǎo)孔施工間距(6～10)m為宜。對基巖面變化復(fù)雜的河床深槽段，先導(dǎo)孔應(yīng)進一步加密。

工程地質(zhì)論文:關(guān)于《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》中若干問題的探討

摘要：我國江河發(fā)育，堤防眾多?！?8”特大洪水使堤防工程暴露出了許多問題，汛后建設(shè)迫在眉睫，為使災(zāi)后重建能達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理和安全適用的要求，建設(shè)部頒布了《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，其對工程地質(zhì)勘察的要求仍沿用現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》。我們在學(xué)習(xí)、理解和應(yīng)用這個規(guī)程的過程中，發(fā)現(xiàn)存在一些概念混淆和操作不便的問題，本文公開我們的觀點，與大家討論，也為規(guī)程規(guī)范的修訂提供參考意見，使之更為完善。

關(guān)鍵詞：規(guī)程 規(guī)范 堤防 工程地質(zhì) 地質(zhì)體 防滲

1998年的特大洪水，江堤全線告急，到處險象環(huán)生，抗洪搶險消耗的人力、物力、財力都是空前巨大的。堤防工程暴露出了許多問題，急待實施加固，中央對此十分重視，專項資金迅速到位。為使新一輪水利防洪工程建設(shè)更科學(xué)化和規(guī)范化，建設(shè)部于1998年10月8日以建標(biāo)〔1998〕185號文了國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》，編號為GB50286-98，自1998年10月15日起施行)。該《規(guī)范》是一部統(tǒng)一堤防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，保證堤防建設(shè)技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的技術(shù)法規(guī)，具有強制性。《規(guī)范》對堤防工程地質(zhì)勘察沒有過多的闡述，僅在第3.4條（工程地質(zhì)）中規(guī)定：3級以上的堤防工程設(shè)計的工程地質(zhì)及筑堤材料資料，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》，編號為SL/T188.96，水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1997年2月，1997年5月1日起實施）的規(guī)定。顯然，堤防工程地質(zhì)勘察按《規(guī)范》要求，應(yīng)該認真執(zhí)行現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)程》，這時《規(guī)程》也就相當(dāng)于一個強制性的國家標(biāo)準(zhǔn)，或者說《規(guī)程》是《規(guī)范》的一個補充。

規(guī)程規(guī)范是一個行業(yè)對其工作內(nèi)容、工作方法和工作程序的多年豐富經(jīng)驗之歸納與總結(jié)，是工程勘測設(shè)計質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)，是行業(yè)主管單位進行工程審查的依據(jù)，可以說是行業(yè)管理的根本大法。

筆者最近連續(xù)參加了幾個重要的一級堤防工程勘測設(shè)計報告的審查，感到《規(guī)范》和《規(guī)程》在實施過程中存在一些值得商榷的問題(可實施性、可操作性、概念性以及對地質(zhì)環(huán)境的影響等)，經(jīng)與部分勘測設(shè)計單位一些經(jīng)驗豐富的地質(zhì)師交換意見，大家亦有同感?，F(xiàn)將我們的一些粗淺認識公布于眾，拋磚引玉，希望引起更多的地質(zhì)專家來分析討論這些問題，以便于更好地理解《規(guī)范》和《規(guī)程》，應(yīng)用《規(guī)范》和《規(guī)程》來指導(dǎo)我們的工程地質(zhì)工作，也有利于今后對《規(guī)范》和《規(guī)程》的修訂。

1 關(guān)于地質(zhì)體與水工建筑物的概念問題

眾所周知，工程地質(zhì)勘察的任務(wù)是為工程建設(shè)提供地質(zhì)資料，查明工程地質(zhì)條件，分析、研究、界定和明確工程地質(zhì)問題，并提出工程處理措施的建議。強調(diào)的是為工程建設(shè)服務(wù)，定位于工程設(shè)計和工程施工等專業(yè)的基礎(chǔ)性配合性專業(yè)。很明顯，工程地質(zhì)勘察的對象是建筑物的天然地基(注意將“地基”與“基礎(chǔ)”區(qū)別開來)，即地質(zhì)體。至于人工填土地基將另當(dāng)別論。

就已建堤防工程的工程地質(zhì)勘察而言，主要是指對大堤地基(堤基)的勘察。洪水期間眾多江堤出險實例表明，堤身與堤基均有險情發(fā)生。堤基的主要工程地質(zhì)問題是滲透變形、崩岸、沉降、堤基滑移等；堤身的險情主要為滑坡、散浸、清水管涌、夾層滲漏、堤身單薄等。這里，我們有意識地將堤身險情與堤基問題分開，目的在于澄清地質(zhì)體與水工建筑物的基本概念和它們之間的根本區(qū)別。

工程師們對地質(zhì)體與水工建筑物的區(qū)別是再清楚不過的了，我們在這里議概念問題是小題大作了嗎？未必!《規(guī)程》對此就是概念模糊的。在《規(guī)程》中多處提及已建堤防加固工程對堤身和堤基的勘察，或?qū)⒌躺砼c堤基的勘察相提并論，要求查明……，顯然已經(jīng)將本來是水工建筑物的堤身當(dāng)成堤基這樣的地質(zhì)體去實施“勘察”，混淆了天然地質(zhì)體與人類工程活動產(chǎn)生的建筑物這兩者之間的概念，能說是小題大作嗎?

由于《規(guī)程》中的概念模糊或者概念不明確，以至于在工程實踐中，產(chǎn)生了諸如將堤身的工程隱患當(dāng)成工程地質(zhì)問題，將堤身土體當(dāng)成地質(zhì)體去“查明”工程地質(zhì)條件等等工程笑話，此類問題在我們審查過的堤防工程地質(zhì)勘察報告中比比皆是，不得不撰此拙文與同仁討論。

我們說堤基是地質(zhì)體，在此地質(zhì)體上修建工程建筑物，需對此地質(zhì)體實施工程地質(zhì)勘察，以查明工程地質(zhì)條件，研究工程地質(zhì)問題，并根據(jù)工程建筑物的任務(wù)和特性對地質(zhì)缺陷提出處理措施的地質(zhì)建議，這是地質(zhì)師的職責(zé)和任務(wù)。地質(zhì)師利用有限的地質(zhì)勘探手段(鉆探、坑槽探、物探等)，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境，應(yīng)用形成地質(zhì)體的基本理論(地層時代、沉積韻律、地質(zhì)構(gòu)造、巖性對比、巖相規(guī)律等等)，輔以巖土體的物理力學(xué)試驗，特別是結(jié)合地質(zhì)師豐富的實踐經(jīng)驗去分析、判斷、推論和論證，最后完成查明工程地質(zhì)條件的任務(wù)，這是地質(zhì)師完全可以做到的。

然而，對于已建堤防工程的堤身就完全不一樣了。誠然，防洪大堤一般為就地取材修建的土堤(其它材料修建的大堤不在本文所述之列)，是一“線狀”水工建筑物，它的工程隱患具有隨機分布特性，例如填筑土料的質(zhì)量，勘察中發(fā)現(xiàn)堤身土中有透水性強的砂性土呈雞窩狀、局部層狀或條帶狀、小范圍透鏡狀等多種狀態(tài)分布；填筑土的緊密程度也具隨機性；而堤身中發(fā)現(xiàn)的施工雜物和生物洞穴的分布，其隨機性更大。顯然，此類隨機分布的工程隱患問題，用常規(guī)的地質(zhì)勘探手段來查明這些隱患就顯得有些力不從心。

堤身的“勘察”之所以顯得如此復(fù)雜，其原因就在于土堤是人類工程活動把擾動后的土填筑起來的產(chǎn)物，它的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量人為因素較大，成因不受自然規(guī)律制約，不同堤段的填筑情況可能相差很大，加上后期生物活動的破壞，更無規(guī)律可循，即使對它進行“勘探”，也只能是對某一點的認識，不能結(jié)合地質(zhì)師的任何經(jīng)驗，更不能應(yīng)用地質(zhì)基本理論，其認識不可能上升到宏觀這一層次。因此，對堤身進行工程地質(zhì)“勘察”的提法就值得商榷。既然土堤是水工建筑物，對它的工程隱患進行檢測或調(diào)查，則更為名正言順無可非議。準(zhǔn)確地界定問題的性質(zhì)，有利于對癥下藥，事半功倍。至于土堤的檢測或調(diào)查，要借用地質(zhì)師的一些可行的“勘探”手段和“勘探”方法，或者將此項工作交予地質(zhì)師來完成，地質(zhì)師也是樂意的，但不要用“查明”這種對地質(zhì)體的要求來明確任務(wù)，可以考慮用“分析、了解、判別、提出”等詞語對隱患問題作出評價，或許更為合適。

2 關(guān)于已建堤防加固工程的勘察階段問題

我們知道，就水利工程(多指樞紐、供水、灌溉等大型工程)而言，有其較為嚴(yán)格的勘測設(shè)計階段劃分。對于堤防工程，《規(guī)程》將新建堤防和已建堤防加固的勘察階段分開，這是符合客觀實際的。《規(guī)程》第1.0.5條規(guī)定：新建堤防的工程地質(zhì)勘察可分為規(guī)劃、可行性研究、初步設(shè)計和施工圖四個階段。已建堤防加固工程地質(zhì)勘察可分為可行性研究和初步設(shè)計兩個階段。必要時還可進行施工地質(zhì)工作。地質(zhì)條件簡單或勘察目的單一的堤防工程，經(jīng)勘察設(shè)計主管或?qū)徟鷨挝煌?，勘察階段可適當(dāng)簡化。而在本條的條文說明中，對地質(zhì)條件作了簡單、中等和復(fù)雜三個等級的界定。對照堤防工程出險需加固的工程實例，地質(zhì)條件都是中等或復(fù)雜級別，都達不到簡化勘察階段的條件。然而，《規(guī)程》另外聲明：堤防工程地質(zhì)勘察階段的劃分，原則上應(yīng)和堤防設(shè)計階段的劃分相適應(yīng)?！袝r多采取一次性進場勘察完畢。……在某些具體條件下，也可以將勘察階段簡化，甚至不劃分勘察階段。這又是十分可取的原則。

堤防工程是線狀工程，勘察工作拉開的戰(zhàn)線較長，勘探隊伍進場一次，轉(zhuǎn)戰(zhàn)南北實屬不易，特別對于已建堤防加固工程，由于不存在線路比較、重大方案調(diào)整等地質(zhì)條件占有一定份量的多階段循序漸進的勘察過程，一次進場勘察完畢就有其自身的客觀合理性。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚，即重點查明出險堤段堤基的工程地質(zhì)條件，分析界定發(fā)生堤基險情的主要工程地質(zhì)問題，提出工程處理措施的建議。此外，堤基的工程地質(zhì)條件一般說來較為簡單，多為二元結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的第四系土體；堤基的工程地質(zhì)問題也相對明確，主要為滲透變形，受河勢控制岸坡迎流頂沖產(chǎn)生崩岸等。這些地質(zhì)特性都給一次進場勘察完畢創(chuàng)造了較為可取的有利條件。在實際工作中，需要領(lǐng)會和理解《規(guī)程》的大原則，根據(jù)具體情況，一切從實際出發(fā)，必要時可以考慮簡化勘察階段，縮短勘測周期，降低勘測費用，達到勘測隊伍孜孜以求的目標(biāo)。

需要注意的是，勘察階段簡化后設(shè)計階段并沒有簡化，一些需要專業(yè)協(xié)調(diào)方面的問題，還要認真研究解決。此外，一次進場勘察完畢之后，所提交的地質(zhì)資料一定要能夠滿足工程概算的精度要求，否則將事倍功半，弄巧成拙。這就要求勘測工作的深度要達到加固工程初設(shè)階段其它專業(yè)的需要。千萬不要屈解成簡化了勘察階段也降低了深度要求。

3 關(guān)于已建堤防加固工程的勘察深度問題

關(guān)于已建堤防加固工程的地質(zhì)勘察深度，《規(guī)程》中有明確規(guī)定，但在工程審查過程中發(fā)現(xiàn)，部分規(guī)定可操作性較差，現(xiàn)分述如下。

(1)《規(guī)程》4.2.7中對已建堤防加固工程地質(zhì)測繪提到“縱剖面一般沿堤頂布置，必要時應(yīng)在堤內(nèi)外加布縱剖面。橫剖面的間距根據(jù)擬加固堤段長度及問題而在50～200m的范圍選定。沙基管涌段、潰口段、扒口分洪段、較大淵、潭、塘段，崩岸坍塌段、堤基滑移變形段和天然溝口段應(yīng)增加地質(zhì)剖面?！兑?guī)程》4.4.3中詳細規(guī)定了加固堤防工程的鉆孔位置。筆者最近參加了湖北省洪湖、監(jiān)利長江干堤整治加固初步設(shè)計報告審查會，了解到整個洪湖、監(jiān)利長江干堤225.88km幾乎全線出險，其中由于堤基出險的超過90km，按《規(guī)程》要求，僅此90km出險段就至少應(yīng)布置450個橫剖面，其中外灘寬度大于500m，距長江河床最低位置大于700m而出險的堤段有48km長，故至少要打鉆孔2310孔，這僅僅是對堤基出險段而言，再加上堤身出險段應(yīng)打鉆孔數(shù)量，總數(shù)實在驚人。事實上，在重要險工險段區(qū)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，200m一個橫剖面也根本控制不住，仍然達不到查明工程地質(zhì)條件的目的，因此《規(guī)程》規(guī)定的橫剖面間距最密可達50m，在我們審查過的堤防工程中沒有一個勘測單位達到了這一勘探精度。

(2)《規(guī)程》4.2.7進一步規(guī)定，橫剖面的長度在軟土區(qū)應(yīng)達到內(nèi)外反壓平臺以遠50～100m；在粉土、砂土區(qū)，砂卵石強透水段，應(yīng)達到堤內(nèi)外附近河（湖、海）床最低位置。這里“反壓平臺以遠50～100m”基本可行，而“附近河床最低位置”這一規(guī)定在灘地較寬的情況下幾乎不可行。例如有的灘地可達1000m以上，長江江面寬者為數(shù)千米，“最低位置”可能在江心或靠近江對岸，橫剖面可能將長達3-5km，而且江河的最低位置還需做大量的水下測量工作才能確定，這實施起來可能嗎！所以《規(guī)程》中的規(guī)定就值得研究。

(3)《規(guī)程》4.4.4中規(guī)定，當(dāng)遇砂、卵石等強透水層時，鉆孔宜深入相對隔水層內(nèi)3～5m”。整個洪湖、監(jiān)利長江干堤主要以表層較薄的相對弱透水層的二元結(jié)構(gòu)地基為主，106km堤線上的鉆孔深度均要大于30m，是否有這個必要？而真正需要的是控制住二元結(jié)構(gòu)的上層土體的厚度與性狀，下部砂性土的滲透特性，以便進行滲控驗算，至于砂性土在某一深度以下也就沒有追根究底的必要了。

4 關(guān)于堤基垂直防滲問題

關(guān)于堤基防滲問題，最近參加的工程審查中發(fā)現(xiàn)，許多工程都做了沿線大范圍的垂直防滲設(shè)計，我們對此有些異議?！兑?guī)程》和《規(guī)范》中對砂性土堤基的處理方法很多，提到了減壓、防滲、截滲、防沖、振沖加密等處理措施，這些方法也都是多年工程經(jīng)驗的總結(jié)。但是對淺層透水堤基和深厚透水堤基普遍采用截滲墻和截滲槽進行垂直截滲的效果和對環(huán)境的影響卻應(yīng)該引起人們的重視。對于淺層透水堤基常要求截斷滲體底部達到相對不透水層，這樣似乎就可以截斷江(河)水向堤內(nèi)的滲漏通道，但由于堤線不同于一般擋水建筑物(如大壩)，其特點是呈線狀沿江(河)布置，地表水與地下水的補排關(guān)系密切，如果截斷了水體的天然聯(lián)系通道，從長遠來看，必然會破壞自然地質(zhì)環(huán)境，引起環(huán)境地質(zhì)問題：原區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件發(fā)生了根本性的改變，地下水的天然滲流場被破壞，僅僅是為了汛期截住江(河)水不向堤內(nèi)滲漏，而在非汛期，堤內(nèi)的地下水無法排出堤外，引起內(nèi)澇將成為必然。而對于深厚透水堤基，由于只能做懸掛式帷幕，參考長江委對荊江大堤用懸掛式防滲墻典型斷面的防滲效果分析結(jié)果：堤身出逸點高程與不作防滲墻基本相同，堤基后100m內(nèi)垂直比降降低了1.0～10.3%，水平比降降低了11.1%，這說明設(shè)置防滲墻對削減堤后基礎(chǔ)淺部滲透壓力，保證堤基、堤身安全起到了一定的作用，但效果并不明顯，造價也很高。鑒于此，在最近的一些堤防工程審查中，我們一般不同意垂直防滲方案。

關(guān)于堤基垂直防滲問題，大家可以討論，我們這里也僅是一家之說。我們認為應(yīng)該掌握的原則是：一般情況下不宜提倡垂直防滲，在特殊堤段可以考慮，但應(yīng)對由此而產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題進行研究，采取相應(yīng)的工程措施。

5 關(guān)于堤身隱患的工程處理問題

堤身是水工建筑物，不是地質(zhì)體，這一點是毫無疑問的。前面已經(jīng)闡明了對堤身不宜用工程地質(zhì)勘察這一提法，但是地質(zhì)師確實能夠通過調(diào)查以及一些地質(zhì)勘探手段檢測出堤身存在的隱患問題。應(yīng)該說，對堤身進行檢測是地質(zhì)師的業(yè)務(wù)拓展，進一步展示了地質(zhì)師的工程才能。另一方面，盡管我們這里強調(diào)堤身不是地質(zhì)體，但構(gòu)筑它的主要材料則是地質(zhì)師十分熟悉的“土料”，土料的工程特性，地質(zhì)師可以通過各種“勘探”手段或“試驗”方法予以“查明”。更進一步地說，堤身隱患的工程處理措施，地質(zhì)師有充分的發(fā)言權(quán)。

鑒于堤身各類隱患分布的隨機性，完全予以“查明”后才對癥下藥，采取相應(yīng)的工程處理措施，顯然難度太大，也沒有必要。工程上最為明智的辦法是“包”，有點包治百病的味道，即采用一種技術(shù)成熟、造價低廉、易于施工，且適用于多種堤身隱患的工程措施，這就是在堤防加固工程中廣泛采用的“錐探灌漿”工藝。這一工程措施可以對堤身散浸、裂縫、生物洞穴、局部雞窩狀夾層狀條帶狀透鏡狀分布的透水較性強的砂性土、堤身填筑質(zhì)量差等隱患實施“全面補強”。因此，在已建堤防加固工程審查中，我們一般都建議對類似隱患的堤身實施大范圍錐探灌漿。

許多對堤防工程有豐富經(jīng)驗的一線的工程師和地方領(lǐng)導(dǎo)，認為對堤身采取全線錐探灌漿進行加固是非常必要的，平時每隔幾年也要普遍搞一次，因為生物洞穴具有再生性。我們則認為，盡管錐探灌漿不是解決堤身隱患的最合理措施，但卻是較為可行、可靠、可取、最包得住、最易讓人接受的措施。它較好地解決了隨機分布不易檢測到的堤身隱患等問題，符合充分利用工程措施去彌補因獲取隱患信息困難而遺留問題的工程原則，是十分可取的。

關(guān)于堤身的其它工程隱患的處理，本文暫不討論。

6 結(jié)語與建議

98特大洪水給堤防工程敲響了警鐘，也給地質(zhì)師們帶來了新的機遇。做好堤防工程地質(zhì)勘察，是地質(zhì)師的應(yīng)盡職責(zé)。

關(guān)于已建堤防加固工程的工程地質(zhì)勘察階段和深度問題，我們認為應(yīng)以客觀、務(wù)實、科學(xué)的態(tài)度來對待。勘察階段可以根據(jù)具體情況考慮簡化，以工程地質(zhì)條件是否清楚，工程地質(zhì)問題是否明確，工程概算能否控制得住為基本原則。所提供的地質(zhì)資料應(yīng)滿足其他相關(guān)專業(yè)的要求。具體來說，應(yīng)首先結(jié)合歷史出險情況，特別是98特大洪水的真實考驗，重點加強險工險段堤基的工程地質(zhì)勘察，對堤防工程歷史出險情況進行調(diào)查，確定出險位置，先針對片狀和面狀出險部位，然后針對線狀出險部位，最后針對點狀出險部位。要認真分析出險原因，不應(yīng)全面撒網(wǎng)，沒有必要對運行正常的堤段過多地實施地質(zhì)勘探。對重點出險的堤段，可適當(dāng)增加鉆孔，加密橫剖面。總之，一切以因地制宜，查明問題為主，切不可盲目化、教條化。

關(guān)于堤基垂直防滲問題，筆者認為無論是從地質(zhì)環(huán)境的角度，還是從其本身的防滲效果與工程造價相比較來看，都并不理想，可以考慮諸如水平鋪蓋、減壓井、排水溝等其他工程處理措施。

關(guān)于堤身加固，由于堤身的隱患不易查清，隨機性很大，目前只有采取“包”的辦法，而錐探灌漿正是一種成本低廉，施工方便，技術(shù)成熟的工程處理措施，對需進行加固的堤防工程，采取全線錐探灌漿是較為可行和可取的。

作為一個國家或行業(yè)的規(guī)程規(guī)范，它一旦頒布實施，就必需嚴(yán)格遵照執(zhí)行，以體現(xiàn)其法規(guī)性和嚴(yán)肅性。行業(yè)主管部門以它作為工程審查的依據(jù)，而勘測設(shè)計單位則以它作為開展勘測工作和編寫報告的準(zhǔn)則。規(guī)程規(guī)范對審查單位和被審查單位的約束是雙向的，也是平等的。但如果規(guī)程規(guī)范脫離了實際，可操作性較差，勘測單位在實施過程中難度較大，則應(yīng)該考慮修訂。

工程地質(zhì)論文:除險加固工程地質(zhì)勘察的一般性原則

摘要：據(jù)統(tǒng)計資料，我國有數(shù)萬座病險水庫。對這些病險水庫實施除險加固，將是今后數(shù)年水利工程建設(shè)的又一個重點。水利工程除險加固的工程地質(zhì)勘察沒有現(xiàn)成的規(guī)范可循，其地質(zhì)勘探工作的布置依據(jù)是什么？工程地質(zhì)工作的原則究竟如何把握？生產(chǎn)第一線的同志們不斷地提出這樣的問題，一直也沒有權(quán)威性的解答。這里筆者希望借學(xué)術(shù)交流的舞臺與同仁們討論，或許有些啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：除險加固 地質(zhì)勘察 原則

1 存在的問題

現(xiàn)行的水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程規(guī)范基本上是針對新建工程而編制的，倒是堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程還對已建堤防工程的地質(zhì)勘察工作有所界定。這也許與沒有大張其鼓地實施除險加固工程有關(guān)。雖然某些典型病險工程從一開始運行就被珍斷為“有病”，甚至數(shù)十年來一直就沒有停止過除險加固，但卻一直沒有被治好過，為什么？道理似乎也太簡單了，一是沒有找到病因，二是沒有錢或不愿花錢去治病，三是……大家捉摸去吧，這里也不好意思全部寫出來了。

近幾年來，病險水庫工程的除險加固在建設(shè)程序上已經(jīng)比較正規(guī)化、程序化，規(guī)模較大的工程一般要通過總院審查，但一次性審查過關(guān)的工程并不多，可見此類工程看似難度不大，卻存在著一些理解上的差異?？睖y設(shè)計單位的理解與審查單位的要求有一定出入，使得除險加固工程的前期工作出現(xiàn)了一些反復(fù)，走了彎路。我們在工程審查過程中體會到一些帶有普遍性的問題，因此也有必要提出來與大家討論。

就勘測單位而言，根據(jù)自己對所承擔(dān)的除險加固工程的理解去做地質(zhì)工作，無可非議；根據(jù)設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作，似乎也說不出個所以然，地質(zhì)是設(shè)計的輔助配合性專業(yè)，這一點我們還是有自知之明的；根據(jù)委托方的任務(wù)要求開展地質(zhì)勘探工作，就不好說了；最具有說服力的是根據(jù)除險加固工程的安全鑒定報告的評價意見去做地質(zhì)工作，名正言順。對于審查人員來說，按什么標(biāo)準(zhǔn)和原則來把握？這恐怕就有些學(xué)問了。

歸納以上存在的問題不難看出，勘測工作和審查工作中都存在著一定的人為因素，把握尺度有一定的揉性。例如根據(jù)自己的理解去做地質(zhì)勘察工作，顯然不同的人對同一問題的理解會有一定的差異，從而導(dǎo)致工程勘測工作的差異；雖然按設(shè)計師的要求去做地質(zhì)工作也是符合一些勘測設(shè)計單位的管理程序的，但對于極賦創(chuàng)造性的地質(zhì)工作來說，是否未免太過于呆板死心眼了？審查人員的把握尺度，其人為因素就更多一些，因為沒有了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，也就沒有了機械性的硬指標(biāo)，幾乎完全取決于審查者自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)。

2 問題討論

以上若干問題很難有一個唯一的或權(quán)威性的定論，因此也就給思考者們留出了討論空間。通過討論，也許會有些啟發(fā)。筆者先在此暴露一些個人體會，僅供討論參考。

顧名思義，病險工程首先有病后才有險，然后才引出除險加固。是否有病有險，工程安全鑒定報告最具有法律上的權(quán)威性（是否具有符合工程實際的權(quán)威性?本文回避）。因此筆者基本同意按照工程安全鑒定報告中的評價意見去考慮工程地質(zhì)勘察工作，這是開展工程地質(zhì)工作的基本依據(jù)和原則。這里存在的問題是某些安全鑒定報告中對某些問題的界定有些含糊，造成了理解誤差。

例如，安全鑒定意見指出壩基存在滲漏問題，但并沒有指出滲漏問題的性質(zhì)，這就讓做具體工作的同志在技術(shù)把握上存在一定的疑惑性。這時，我們需要的是首先根據(jù)壩基地質(zhì)條件，分析清楚滲漏的性質(zhì)，進而決定開展工作的原則。從大壩安全角度只需回答存在滲透穩(wěn)定問題或不存在滲透穩(wěn)定問題，前者需要進行工程處理，后者不需要進行工程處理；如果從控制滲漏量的角度考慮，為了達到減滲的目的，即是不存在深透穩(wěn)定問題，也可能仍然會考慮適當(dāng)?shù)姆罎B工程措施。這里的關(guān)鍵是對滲漏問題的定性，如果定性存在困難，針對性地布置勘探工作將是必要的。

當(dāng)工程安全鑒定報告中沒有提及到某些建筑物地基存在病險問題，工程地質(zhì)工作還需要考慮嗎？回答應(yīng)該是中性的，需視具體情況而定。例如壩基不存在病險問題，可以分兩種情況區(qū)別對待。一種情況是大壩沒有加高任務(wù)，或即是需要加高大壩但壩基工程地質(zhì)條件能夠通過分析前人留下的地質(zhì)資料作出肯定性結(jié)論，這時不必進行壩基地質(zhì)勘探；第二種情況是需要加高大壩且前人留下的地質(zhì)資料不足以作出滿足大壩加高的工程地質(zhì)評價，則需要補充進行壩基地質(zhì)勘探。

對于早期地質(zhì)資料與現(xiàn)行評價標(biāo)準(zhǔn)有出入的，有可能需要考慮一些復(fù)核性地質(zhì)勘探，以便有利于對前人留下的地質(zhì)資料加深分析與理解。

需要討論的還有一個值得思考的問題：必須用勘探資料說話，或先有勘探后才有地質(zhì)分析，在某些情況下這可能是地質(zhì)工作的一個誤區(qū)。筆者比較強調(diào)先有地質(zhì)分析判斷，再行勘探驗證，或進一步通過勘探資料修正先期的分析認識。這相當(dāng)于我們在開展一個新工程的地質(zhì)工作時，要盡可能地收集和分析已有的工程區(qū)地質(zhì)資料，再根據(jù)分析結(jié)果結(jié)合工程需要布置勘探工作。反過來，在沒有任何分析認識的基礎(chǔ)上一開始就布置地質(zhì)勘探，就可能會走彎路。傳統(tǒng)的以勘探工作量來衡量勘測設(shè)計深度的原則，不是工程地質(zhì)工作的正確選擇，也不能體現(xiàn)出極具創(chuàng)新潛力的工程地質(zhì)工作的水平！

3 工程地質(zhì)工作的原則

通過以上討論，我們可以概括地歸納出除險加固工程地質(zhì)勘察工作的一般性原則。

3.1 工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)和范圍

除險加固工程地質(zhì)勘察工作的依據(jù)是工程安全鑒定報告中與地質(zhì)有關(guān)的評價意見，此報告中沒有提及到的建筑物地基的地質(zhì)問題，說明沒有問題或不是問題，不必自作多情地去布置地質(zhì)勘探工作，即不必面面俱到象勘測一個新建工程一樣將所有樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件勘察論證一遍。

3.2 工程地質(zhì)勘察工作的基本原則

以查明與地質(zhì)條件有關(guān)的險工、險段和險情部位的出險原因，這是除險加固工程勘察工作的基本原則，其余沒有出險的部位不必進行勘察，除非委托方另有要求。此原則就相當(dāng)于醫(yī)生面對一個腿關(guān)節(jié)疼痛的病人，用不著給人家做胸部CT和謂鏡檢查，除非病人要求作全面體檢，否則就有 “敲詐”之嫌！對于病險工程的全面體檢，那是安全鑒定的任務(wù)，不是加固工程地質(zhì)勘察的職責(zé)！這個原則一定要分清楚，否則費力不討好。

某些工程還有大壩加高任務(wù)，是在原大壩上增加了新的荷載，壩基受力條件有所變化，這時必須進行壩基工程地質(zhì)評價，作出壩基地質(zhì)體是否能夠滿足大壩加高要求的地質(zhì)結(jié)論，這一點在實際工作中往往容易被忽略，因為工程安全鑒定報告并不一定對此提出要求。

某些特殊工程的大壩加高，還需對壩基地質(zhì)體進行科學(xué)研究，以便得出具有足夠說服力的結(jié)論。例如，南水北調(diào)中線水源工程～丹江口大壩加高工程，雖然在該大壩興建時壩基就已經(jīng)按照今后最終壩高要求進行了工程處理，但仍然不能簡單地認為加高是可行的。因為原大壩已經(jīng)建成運行了三十多年，壩基地質(zhì)體受力變形已經(jīng)達到了協(xié)調(diào)平衡，加高大壩后，壩基必需接受新增加的大壩荷載、水荷載和其它荷載，壩基地質(zhì)體必然要打破原來的平衡并進行新的應(yīng)力應(yīng)變調(diào)整，以達到新的受力平衡。顯然，研究新的平衡條件下地質(zhì)體的工作狀態(tài)及其對上部結(jié)構(gòu)的影響，滲流場的改變等，也許是有必要的。

3.3 加強工程地質(zhì)分析工作

工程地質(zhì)勘察成果的優(yōu)劣，主要體現(xiàn)在工程地質(zhì)的分析水平。某些地質(zhì)報告，只有地質(zhì)條件的一般性描述，勘探資料的匯積堆砌，工程地質(zhì)的膚淺評價，而沒有地質(zhì)師的認真分析、邏輯推理和基本判斷，缺乏針對工程建筑物特性的工程地質(zhì)評價，少有地質(zhì)預(yù)測，甚至遺漏基本結(jié)論。

工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展到今天仍然不能在工程實踐中體現(xiàn)出她的精髓與魅力，這是我們不得不承認的專業(yè)遺憾。話又說回來，這種現(xiàn)象顯然不能單純地去責(zé)怪在艱難環(huán)境下辛勤工作的地質(zhì)師，深層次的原因也許并不在于地質(zhì)師的責(zé)任心、素質(zhì)、經(jīng)驗、能力和水平，或許屬于深奧的哲學(xué)問題。筆者在此只好用一句不疼不癢的空話來勉勵這個似乎陷于困境的尷尬專業(yè)：加強工程地質(zhì)分析工作。

4 關(guān)于壩體檢測

除險加固工程的勘測設(shè)計工作，往往包括對當(dāng)?shù)夭牧蠅螇误w某些部位的檢測任務(wù)(有人將此項工作當(dāng)成工程地質(zhì)勘察，這是概念性的低級錯誤)。由于壩體是人類修建的水工建筑物，并不是天然地質(zhì)體，完全不能沿用地質(zhì)基本理論去作違反客觀實際的“地質(zhì)勘察”，但是卻可以充分借用地質(zhì)師的常規(guī)性或特殊性手段和方法，通過鉆孔探測和取樣試驗，結(jié)合物探手段，研究大壩設(shè)計和施工資料，對壩體質(zhì)量作出基本評價，這是地質(zhì)師的本事，其他專業(yè)的技術(shù)人員是無能為力的。

此項工作我們需要注意的是，充分估計到壩體質(zhì)量缺陷的隨機性、生物洞穴的再生性和檢測手段的局限性，千萬不要進行地質(zhì)意義上的推理與判斷，對于大壩的加高、陪厚、防滲和排水等工程處理措施的建議要留有余地。

5 遺留問題

本文所論的一般性原則，遺留了一些非一般性問題。例如，工程安全鑒定報告中沒有提及到的與地質(zhì)有關(guān)的又是地質(zhì)師可能質(zhì)疑的問題，或者已經(jīng)存在但有可能被安全鑒定本身所遺漏的地質(zhì)問題，或者不屬于安全鑒定范圍內(nèi)的地質(zhì)問題（如庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改變、工程區(qū)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、加固工程完建后水庫運行水位的抬高可能引起的一系列問題等），等等。

遺留問題是客觀存在的。按本文的觀點：除險加固工程地質(zhì)勘察的依據(jù)是工程安全鑒定報告，而遺留問題在此報告中可能都不會出現(xiàn)，因此，工程地質(zhì)勘察工作就沒有合法的工作依據(jù)。

遺留問題要不要開展工作？回答仍然是中性的。因為有可能是領(lǐng)導(dǎo)說了算，也有可能是老板說了算，當(dāng)然也有可能在遵重科學(xué)的原則下專業(yè)技術(shù)人員有一定的發(fā)言權(quán)。筆者建議，當(dāng)遺留問題的確存在時，地質(zhì)師可以從工程地質(zhì)專業(yè)的角度將問題提出來，表明自己的觀點，為領(lǐng)導(dǎo)和老板決策提供依據(jù)。

工程地質(zhì)論文:堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題

摘要：【摘要】在近年來較大范圍的堤防工程地質(zhì)勘察工作中，一些共性的問題不斷地引起了同行們的關(guān)注，很有必要深入探討下去。例如在執(zhí)行《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》時，怎樣理解原則性與靈活性的準(zhǔn)確把握，如何處理規(guī)程中明顯與工程實際不相符合的條款規(guī)定；堤防險情與隱患的分類；堤基工程地質(zhì)分段分類方法；堤防勘察資料的整理等等，我們都進行了一些粗淺討論。關(guān)于堤防工程地質(zhì)分段分類的問題，一直是各勘測單位頗感難以照顧周全的焦點，我們提出的分類法但愿對此有所幫助，并希望有助于堤防工程勘測設(shè)計工作的進一步深化。關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：堤防 工程地質(zhì) 勘察 規(guī)程 規(guī)范 隱患 險情 分類

堤防工程建設(shè)的基礎(chǔ)是設(shè)計，而設(shè)計的依據(jù)是地質(zhì)，這是工程建設(shè)的常識性問題，不會有什么質(zhì)疑。然而在實際工作中卻往往并非如此。問題主要出在人們對堤防工程地質(zhì)勘察工作的片面理解或被一些假象所迷惑，走了兩個極端。一個極端是過高地要求地質(zhì)勘察能在“查明”工程地質(zhì)條件的同時，“準(zhǔn)確”地提供設(shè)計需要的地質(zhì)圖件和堤基巖土體物理力學(xué)參數(shù)，一旦在有限的勘探控制工作量之內(nèi)不能完全同時達到“查明”和“準(zhǔn)確”的要求時，就立即降低了對地質(zhì)勘察工作的認可和重視程度；另一個極端是我們的祖先在數(shù)百年乃至上千年來與洪水搏斗的歲月里修建的大量堤防工程，卻從來沒有進行過任何地質(zhì)勘察工作，許多堤防工程至今也是安全的。這兩個極端，不同程度地影響著堤防工程地質(zhì)勘察工作的有序開展，在大規(guī)模的堤防工程建設(shè)中，難免存在這樣那樣的問題。為使堤防工程地質(zhì)勘察工作能夠科學(xué)、客觀、完整、系統(tǒng)地為設(shè)計提供可靠的地質(zhì)資料，我們有責(zé)任將近年來堤防工程地質(zhì)勘察工作中出現(xiàn)的若干問題展示出來，供同行們討論參考。

1 堤防工程地質(zhì)勘察的過去與現(xiàn)狀

我國已建江河堤防工程總長20余萬公里，98特大洪水后尚有大量堤防工程正在規(guī)劃建設(shè)中。許多已建堤防工程過去基本上沒有進行過真正工程意義上的工程地質(zhì)勘察，更談不上各大江河湖海堤防工程系統(tǒng)化規(guī)范性的地質(zhì)資料的匯編與分析整理工作。正因為如此，許多堤防工程在98特大洪水期間險象環(huán)生，出險堤段堤基的地質(zhì)條件沒有足夠的資料可供搶險分析，為確保萬無一失，只能按最壞情況進行搶險，其人力物力的巨大付出實在是不得已而為之；洪水期間上至中央下到地方的各級領(lǐng)導(dǎo)以及全國人民的精神緊張程度和精力耗費更是無法用實物價值去衡量。如此被動局面，一方面是大自然教訓(xùn)人類的生動一課，另一方面則是祖先給我們留下的世紀(jì)難題。

建國以來，隨著大規(guī)模工程建設(shè)的需要，工程地質(zhì)專業(yè)從無到有，日益發(fā)展壯大，成為國家工程建設(shè)不可缺少的重要基礎(chǔ)性專業(yè)。工程地質(zhì)勘察的法規(guī)性準(zhǔn)則也逐漸成熟與完善，與工程地質(zhì)相關(guān)的規(guī)程規(guī)范相繼出臺，并結(jié)合工程實踐的反饋信息進行修訂修編。水利部1997年2月了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》，編號SL/T188,同年5月1日起實施），這是我國堤防工程地質(zhì)勘察的第一部法規(guī)性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》，編號為GB50286-98，自1998年10月15日起施行)則是98特大洪水之后出臺的。特大洪水前后出臺的這兩部法定標(biāo)準(zhǔn)或許是歷史的巧合，也許是歷史的必然。巧合與必然都說明這樣一個事實：工程地質(zhì)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)和偵察兵，具有超前意識和預(yù)見性，信不信由你。

《規(guī)程》頒布前的堤防工程地質(zhì)勘察工作基本上沒有什么標(biāo)準(zhǔn)?！兑?guī)程》頒布后，地質(zhì)工作有規(guī)可循，有法可依。更為98特大洪水后大規(guī)模堤防建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。首次頒布此《規(guī)程》，與工程實際存在一些差異再所難免?！兑?guī)程》實施三年多來，主要存在三方面的問題，一是《規(guī)程》本身的實踐性與可操作性問題；二是地質(zhì)師對《規(guī)程》的理解程度與把握尺度；三是人們對堤防工程地質(zhì)勘察的認識程度與理解程度。近兩年來，生產(chǎn)第一線的廣大地質(zhì)師對《規(guī)程》提出了許多好的意見和建議，我們在工程審查過程中，也在逐漸地深化對堤防工程和《規(guī)程》的理解，力求較準(zhǔn)確地把握審查尺度，緊密地與工程實際相結(jié)合，避免教條和呆板地執(zhí)行《規(guī)程》中明顯與工程實際不相符合的條款，要求客觀地、創(chuàng)造性地應(yīng)用和執(zhí)行《規(guī)程》，同時也強調(diào)執(zhí)行《規(guī)程》的嚴(yán)肅性。

近年來，堤防工程地質(zhì)勘察工作基本上可以滿足堤防工程設(shè)計與施工的要求。隨著工程實踐經(jīng)驗的積累和對堤防工程深層次的認識與理解，一些具有全局性和普遍性的問題，迫切需要提出來進行討論，以便引起足夠的重視。

2 堤防工程隱患與險情分類

2.1 分類的意義與原則

堤防工程存在隱患出現(xiàn)險情，導(dǎo)致大洪水時十分緊張。大規(guī)模的堤防工程建設(shè)正是針對隱患和險情而提出來的“整險加固”或“除險加固”。顯然，對隱患和險情實施科學(xué)分類，不僅是從實踐上升到理論的成熟過程，也為堤防工程的勘測設(shè)計工作明確了任務(wù)，同時為“加固”工程指明方向，提供依據(jù)。

在分類之前，我們先給出險情和隱患的定義：

險情 是指正在發(fā)生或發(fā)生過程中被搶險保住了的事故堤段，具有直觀性，措施明確性等特點。針對險情，需要分析出險原因，界定險情性質(zhì)，預(yù)測再次出險的可能性，落實工程措施，確保大堤安全。

隱患 是指尚未發(fā)生或可能將要發(fā)生險情的事故堤段，具有隱伏性，隨機性，再生性等特點，更需要技術(shù)人員的分析判斷，以便對癥下藥，采取措施消除隱患。

險情與隱患有明顯區(qū)別但又并沒有嚴(yán)格的界線，往往在險情中存在著隱患，在隱患中孕育著險情。辯證地看，險情是隱患發(fā)展到一定程度后的質(zhì)變或必然結(jié)果，隱患是潛藏著的險情。從過程時態(tài)來看，險情是現(xiàn)在進行時或過去完成時態(tài)；隱患是過去、現(xiàn)在和將來組成的全過程時態(tài)，或單個過程時態(tài)。

本文分類的原則主要體現(xiàn)在：水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)與天然地質(zhì)體(堤基)區(qū)別開來，出險堤段和存在隱患的堤段與非出險堤段和不存在隱患的堤段區(qū)別開來，再按險情和隱患的性質(zhì)進一步細化，作為指導(dǎo)后續(xù)工作的綱要。

2.2 堤防工程險情分類

按出險部位可分為堤基險情、崩岸險情、堤身險情和穿堤建筑物險情，這是出險時首先要明確的基本類型。前兩類與地質(zhì)條件直接有關(guān)，后兩類與地質(zhì)條件間接有關(guān)?？蛇M一步劃分如下：

(1)與地質(zhì)條件與河勢演變均有關(guān)系的險情：崩岸險情，具有可預(yù)見性、直觀性、發(fā)展性和多變性特征。

崩岸類險情多發(fā)生在河流凹岸迎流頂沖或深弘逼岸區(qū)段，地質(zhì)條件往往是抗沖刷能力較差的細砂類土或粘性土。由于河水位與河勢流態(tài)的變化關(guān)系，有的崩岸險情并不發(fā)生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位)，因此可以進一步將崩岸險情分為洪水期崩岸險情和枯水期崩岸險情， 前者搶險緊張，后者可以從容對待。

(2)與地質(zhì)條件直接有關(guān)的險情(主要為堤基險情，包括穿堤建筑物地基險情)：堤基滲透破壞險情、堤基滑動破壞險情和堤基沉降破壞險情等。

堤基滲透破壞險情具有一定的隱伏性，往往不易準(zhǔn)確判斷，洪水期發(fā)生的滲透破壞實例與理論計算有較大出入。另外，還需注意將承壓水性質(zhì)的滲透破壞與堤基接觸沖刷或砂性土堤基滲透破壞區(qū)別開來，因為滲透破壞機制不同，工程措施當(dāng)然也不一樣。

存在滑動或沉降破壞險情的堤段，堤基大多分布有軟弱土層，土體抗剪強度低，壓縮系數(shù)大；另一類滑動或沉降破壞是隨著崩岸險情而產(chǎn)生的，此類險情危害最大，搶險最困難。此外，堤基內(nèi)或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡，或堤身填筑施工速度太快，都可能出現(xiàn)類似破壞。

以上險情實際上也就是我們通常要求界定明確的堤防工程的三大主要工程地質(zhì)問題：崩岸、滲透破壞、滑動或沉降破壞。

(3)與地質(zhì)條件基本無關(guān)或關(guān)系不大的險情(主要為堤身險情)：堤身滲透破壞險情(與堤身質(zhì)量有關(guān)，如堤身土體的密實程度、填筑土體的滲透性質(zhì)和堤身單薄等)、堤身滑動破壞險情和堤身沉降破壞險情等。

2.3 堤防工程隱患分類

按隱患存在的部位可分為：堤身隱患、穿堤建筑物隱患和堤基隱患。

按隱患的性質(zhì)可分為：常規(guī)性隱患和特殊性隱患。

常規(guī)性隱患：堤身單薄，堤坡太陡，填筑質(zhì)量差，填筑體中存在砂性土夾層，有明顯的堤身裂縫等。與地質(zhì)條件直接有關(guān)的主要為堤基類隱患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土層薄，或本身即為砂性土堤基(包括淺層砂性土透鏡體)，存在滲透破壞的可能性；堤基有軟弱土層分布，存在滑動穩(wěn)定問題。

常規(guī)性隱患具有直觀性和可檢測性，隱患的分析和工程處理措施都較為明確，一般情況下可以通過常規(guī)性的堤防工程維修加固予以消除。

特殊性隱患：進一步可分為隨機性隱患(堤身或堤基隨機分布有生物洞穴、植物腐爛物等)、再生性隱患(生物洞穴類隱患具有再生性)、人類活動留下的隱患 (例如城市區(qū)與堤外江河相通的早已被廢棄了的各類排泄管道，工程勘探留下的封堵不合格的鉆孔等)以及地質(zhì)條件不明的堤基隱患等等。

特殊性隱患規(guī)律性差，檢測困難，在洪水期一旦演變成險情，其突發(fā)性質(zhì)增加了搶險難度。

2.4 險情和隱患與堤型之間的關(guān)系

堤防工程的主體～防洪大堤，絕大多數(shù)為就地取材填筑的土堤類型，由于筑堤的歷史條件、筑堤材料、自然環(huán)境等等因素復(fù)雜，為后人留下了長期隱患，洪水期險情不斷，令人心驚。鑒于土堤存在的這些問題，近年來一些城市區(qū)的堤防工程比較傾向于改土堤為混凝土防洪墻(堤)。混凝土墻可以基本排除堤身隱患和險情，但卻增加了堤基的出險負擔(dān)。一是堤基的受力條件發(fā)生了較大變化，原來的土堤是大面積分布荷載，混凝土墻改為集中荷載；二是堤基較長滲徑變?yōu)樗^集中的較短滲徑。混凝土墻顯然對堤基地質(zhì)條件提出了更高的要求，這是地質(zhì)工作需要重視的。

另一方面，險情和隱患與堤防工程的擋水性質(zhì)在很大關(guān)系。例如一些丘陵山區(qū)城市堤防工程，其擋水性質(zhì)為暴漲暴落，遠不能與長江中下游堤防工程高水位較長時間運行情況相提并論，其險情和隱患的性質(zhì)也是有差別的，需要區(qū)別對待。而《規(guī)范》中只是對堤防工程的等級標(biāo)準(zhǔn)有所規(guī)定，并沒有對反映出險情和隱患與等級標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，需要由有經(jīng)驗的地質(zhì)師和設(shè)計師根據(jù)具體情況去理解與把握。

3 堤基工程地質(zhì)分段

3.1堤基工程地質(zhì)分段存在的問題

自然界的地質(zhì)條件千差萬別。堤防工程是長距離線狀工程，跨越了不同的地質(zhì)單元，不進行分段分類區(qū)別對待顯然是不行的。堤基工程地質(zhì)分段又稱堤基工程地質(zhì)分類。在實際工程中，一些勘測設(shè)計單位不進行工程地質(zhì)分段，或分段不合理，或即便是進行了地質(zhì)分段，但其巖土體的物理力學(xué)參數(shù)又不進行分段統(tǒng)計分析，工程地質(zhì)條件明顯不同的堤段沒有區(qū)別開來。還有一些堤基工程地質(zhì)分段的結(jié)果不同程度地存在自相矛盾性，對工程設(shè)計和工程措施的選定缺乏針對性。當(dāng)然，更多的情況是工程地質(zhì)分段的合理性與科學(xué)性不足。

例如某設(shè)計院參加過大量堤防工程地質(zhì)勘察，有豐富的堤防工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗，他們進行堤基工程地質(zhì)分段所考慮的因素有：上覆粘性土層的厚度、外灘寬度和歷史險情等，將堤基分為工程地質(zhì)條件好、較好、較差和差四個等級。如此分段其大原則沒有什么問題，但對于一些特殊組合則不易明確。例如，某堤基段其上覆粘性土層足夠厚，堤內(nèi)也沒有任何險情，但堤外無灘，受水流沖刷崩岸嚴(yán)重，是典型的險工險段。將這種堤段分成工程地質(zhì)條件差或較差都不一定合適。因為出現(xiàn)的險情不是堤基本身的工程地質(zhì)條件差，而是堤外腳受水流沖刷產(chǎn)生的崩塌或塌滑，且在不同水位條件下其險情不同，與江河水流及河勢變化都有關(guān)系。顯然，崩岸類險工險段在堤基工程地質(zhì)分段時應(yīng)結(jié)合河勢水流特征單獨進行分類，以便于有針對性考慮工程處理措施。例如對某一類崩岸問題，拋石護腳是有效的，而另一類崩岸問題或許要與“丁壩”挑流改變流態(tài)相結(jié)合才能從根本上解決問題，或者無建“丁堤”的條件，則需考慮“樁”、“籠”等工程措施。

另一方面，對于堤基工程地質(zhì)條件用“好”與“差”來評價，其針對性不強。例如，存在滲透破壞的堤基劃為工程地質(zhì)條件差，而實際上可能此類堤基的承載能力和抗滑穩(wěn)定性都是很好的，如砂性土堤基。又如淤泥質(zhì)土類堤基，其承載能力和抗滑穩(wěn)定性差些，但滲透系數(shù)卻很小，抗?jié)B條件是好的。如此等等，用常規(guī)的工程地質(zhì)條件好或差來評價，都存在明顯的矛盾。

目前各勘測單位自行制定的堤基工程地質(zhì)分段原則，基本上是以工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，再考慮一些自然因素和工程因素，筆者認為這種分段法的思路源自于常規(guī)的工程地質(zhì)分類法，跳不出傳統(tǒng)思維的約束，不能較好地適應(yīng)堤防工程的實際，需要探索新路。

3.2 堤基工程地質(zhì)分段

我們在進行傳統(tǒng)意義上的工程地質(zhì)評價時，通常從工程地質(zhì)條件出發(fā)，結(jié)合工程建筑物特點，界定出主要工程地質(zhì)問題。在堤基工程地質(zhì)分段中，我們不妨借用逆向思維的思想，以工程地質(zhì)問題為主線，以工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，再結(jié)合歷史險情類型，爭取探討出一個符合工程實際的堤基工程地質(zhì)分段法。

本文強調(diào)的是“工程地質(zhì)”分段，因此主要是對堤基而言的。我們知道，無論堤基地質(zhì)條件有多復(fù)雜，其主要工程地質(zhì)問題則是明確的，歸納起來主要為三類(即三大主要工程地質(zhì)問題)：崩岸、滲透破壞、滑動與沉降變形。絕大多數(shù)堤基巖土體不外乎為：砂性土、粘性土和砂性土與粘性土的混合結(jié)構(gòu)；城市區(qū)雜填土較為復(fù)雜，另當(dāng)別論。

根據(jù)以上以工程地質(zhì)問題為主線的分段原則，我們首先將堤基分為三大類：Ⅰ類(不存在問題的堤基)、Ⅱ類(可能存在問題的堤基)和Ⅲ類(存在問題的堤基)。對于Ⅱ類和Ⅲ類堤基，按其存在問題的性質(zhì)可繼續(xù)劃分亞類。

(1)Ⅲ類(存在問題的堤基)

堤基發(fā)生過歷史險情，尤其是一些每年汛期都要出險的部位，在汛期要投入大量的人力物力搶險才能保證大堤安全的堤段。按出除性質(zhì)又分為兩個亞類：Ⅲ-1和Ⅲ-2類。

Ⅲ-1類：主要指崩岸類，這是在堤基分段時對有問題的堤基段應(yīng)首先分出來的一類。

Ⅲ-2類：除崩岸之外的一切堤基存在問題的堤段。按工程地質(zhì)問題繼續(xù)分出兩個子類：

Ⅲ-2-1類：存在滲透破壞的堤基段。汛期出現(xiàn)過冒砂、涌混水等險情；堤基為砂性土，或表層粘性土較薄，或淺層有砂性土透境體分布，或堤身與堤基接觸部位存在滲漏破壞問題。

Ⅲ-2-2類：存在滑動與沉降變形的堤基段。運行期或施工期發(fā)生過堤基土層滑動，或沉降過大導(dǎo)致堤身開裂；堤基有壓縮性大、承載力和抗剪強度低的軟弱土層分布，或堤基清基不徹底，導(dǎo)致堤身與堤基接觸面存在滑動軟弱帶。

(2)Ⅱ類(可能存在問題的堤基段)

此類與前述的堤基隱患相對應(yīng)。在汛期有一定滲水情況發(fā)生，但并未發(fā)展成為險情；或經(jīng)地質(zhì)勘察，地基中存在砂性土透鏡體、軟弱夾層等不利地質(zhì)條件，經(jīng)滲控或穩(wěn)定性驗算，安全系數(shù)達不到規(guī)范要求的堤基；或存在生物洞穴等其它隱患的堤基。

(3)Ⅰ類（不存在問題堤基段）

歷史上無險情發(fā)生，堤基為厚度較大的粘性土或基巖，物性指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)均較好，不存在三大主要工程地質(zhì)問題。

(4)結(jié)合工程實際進一步細分亞類的原則

以上分類法，從宏觀上將堤基分為三大類別，但在具體實施過程中，還可以根據(jù)工程實際按不同工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題進一步細化。例如，對于Ⅱ類堤基段，可以按可能存在問題的性質(zhì)進一步細化；對于Ⅲ類堤基段，也可以按存在問題的嚴(yán)重程度或巖土體的性質(zhì)等進一步細化。堤基分段的科學(xué)性、合理性、實用性和可操作性，不但是地質(zhì)師對堤防工程理解程度的反映，更是一項創(chuàng)造性的工作。本文所提出的分段原則和方法，尚有待工程實踐去檢驗。

3.3 堤基工程地質(zhì)分段對勘測設(shè)計工作的指導(dǎo)作用

在進行工程地質(zhì)勘察時，Ⅲ類是重點，應(yīng)根據(jù)具體情況加密勘探點；Ⅱ類次之，實施常規(guī)性勘探即可；Ⅰ類基本上可以不考慮地質(zhì)勘察。設(shè)計方面，Ⅲ類堤基必須考慮工程措施；Ⅱ類堤基應(yīng)視具體情況而定，也可以通過進一步勘探和檢測或監(jiān)測結(jié)果來確定工程措施；Ⅰ類堤基則不需要采取工程措施，僅僅通過堤防工程的常規(guī)性維護即可。

4 執(zhí)行《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》的基本原則

從《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》頒布實施三年多來的實踐可以看到，除了《規(guī)程》本身存在一些尚需修訂的問題之外，能夠?qū)ⅰ兑?guī)程》與工程實際相結(jié)合，創(chuàng)造性地執(zhí)行和應(yīng)用《規(guī)程》，準(zhǔn)確地把握《規(guī)程》的原則性與靈活性，是對地質(zhì)師綜合素質(zhì)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。業(yè)務(wù)能力和創(chuàng)新意識，是檢驗和考察我們對堤防工程的認識深度與理解能力。筆者的理解主要反映在以下幾個方面。

4.1 勘測階段

已建堤防除險加固工程可以一次進場，達到初設(shè)深度；新建堤防可按可研和初設(shè)兩個階段進行。其理由是：新建堤防存在線路比選問題，不可能將比選堤線的工程地質(zhì)條件都按初設(shè)要求做到相同深度；已建堤防一般不存在線路比選問題，因此也就不存在多階段多方案的反復(fù)比選問題。另外，新建堤防工程應(yīng)該在規(guī)劃階段即開展工程地質(zhì)工作，以便將規(guī)劃線路從地質(zhì)專業(yè)的角度先期界定其可行性。

4.2 勘測深度及勘探工作量

在實際工作中，對于堤防工程勘測深度與勘探工作量問題，在理解和把握上有較大差異。有人喜歡嚴(yán)格按《規(guī)程》要求布置勘探工作量，而少在工程地質(zhì)條件的查明與工程地質(zhì)問題的分析方面下功夫。筆者強烈主張，一是將安全正常運行的堤段與險工險段區(qū)別開來， 二是將堤身出險情況與堤基出險情況區(qū)別開來，分別對待。這也是本文費了較多筆墨進行險情隱患分類和堤基工程地質(zhì)分段的目的之一。特別是經(jīng)歷了98特大洪水考驗過的堤防工程，未出險的堤段完全沒有必要“嚴(yán)格”按照《規(guī)程》要求的勘探工作量去實施地質(zhì)勘探，即使按照《規(guī)程》中的上限要求，也是一種毫無意義的巨大浪費。而應(yīng)在分析險工險段的具體問題之基礎(chǔ)上明確勘察目的，研究和選擇勘探方法，合理布置勘探工作量，重點在工程地質(zhì)問題的分析上下功夫。如果認可本文提出的堤基分段原則和方法，地質(zhì)勘探工作的布置則更為方向明確目標(biāo)清楚。

4.3 《規(guī)程》原則性與靈活性的準(zhǔn)確把握

《規(guī)程》的原則性和嚴(yán)肅性是不可置疑的，這并不等于“死”規(guī)定。明顯與工程實際不相符合的具體問題，需要由地質(zhì)師的創(chuàng)造性勞動加以“靈活”處理。規(guī)程規(guī)范是指導(dǎo)技術(shù)工作的法規(guī)性文件，并不等同于為犯罪分子定罪的法律條款，因此執(zhí)行規(guī)程規(guī)范是可以有“靈活”性的。靈活性的把握原則是：不應(yīng)因忠實嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程規(guī)范而遺漏重大工程地質(zhì)問題，留下工程隱患造成工程事故；也不應(yīng)造成不必要的浪費。例如，對于某些特殊的險工險段、Ⅲ類堤基、城市區(qū)規(guī)律性差的雜填土和人類活動留下的隱患管道等，《規(guī)程》規(guī)定的勘探工作量可能就不能滿足要求；而對于安全正常運行多年的Ⅰ類堤基，按《規(guī)程》規(guī)定的勘探工作量又顯得沒有必要?？傊?，準(zhǔn)確把握執(zhí)行規(guī)程規(guī)范的原則性與靈活性，需要地質(zhì)師的責(zé)任心、業(yè)務(wù)水平和創(chuàng)新意識，同時也體現(xiàn)出了工程地質(zhì)專業(yè)的特殊性與復(fù)雜性。

5 不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系

堤防工程地基多為土質(zhì)地基，其工程地質(zhì)評價的基本理論依據(jù)是土力學(xué)，因而容易與工民建基礎(chǔ)設(shè)計相混淆。目前反映比較集中的是執(zhí)行水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還是執(zhí)行以工民建為主要對象的《巖土工程勘察規(guī)范》(國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50021—94簡稱《巖土規(guī)范》)。兩個標(biāo)準(zhǔn)既有共同之處，又有一定的差異。我們認為應(yīng)該以水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，同時參照《巖土規(guī)范》。原因是：①《巖土規(guī)范》主要是針對一般性工民建地基勘察與評價，而水工建筑物與工民建有根本性的區(qū)別，前者地基所承受的荷載以垂直向為主，建筑物對地基的要求主要反映在承載力；后者的荷載是垂向與水平向的組合，地基巖土體處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，特別是水荷載對地基巖土體的復(fù)雜作用，是水工建筑物與工民建的根本區(qū)別。②《巖土規(guī)范》在總則中表示該規(guī)范適用于除水利工程、……以外的工程建設(shè)巖土工程勘察。明確了不適用于水利工程。③《巖土規(guī)范》中對勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照巖土工程勘察等級來制定，而堤防工程則主要從工程勘測設(shè)計的階段來確定。

關(guān)于土的分類問題，也是近年來較為混亂的問題之一。1990年以前，土的分類主要以1962年版的《土工試驗操作規(guī)程》為依據(jù)，采用土的分類三角坐標(biāo)，這種分類法以顆分為基礎(chǔ)，以礫石、砂粒和細粒的含量百分比來給細粒土定名。廣大設(shè)計院應(yīng)用這種分類方法比較成熟。1991年國標(biāo)《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)頒布，此標(biāo)準(zhǔn)以顆分為基礎(chǔ)，以塑性指數(shù)和液限為控制指標(biāo)對土進行分類，1999年頒布的水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗規(guī)程》對土的分類也沿用此國標(biāo)。我們認為，目前兩種分類都有各自的特點，原則上應(yīng)使用國標(biāo)和最新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主，現(xiàn)階段也可以根據(jù)各單位對標(biāo)準(zhǔn)的理解和與工程相結(jié)合的具體情況，互相參照使用，只要能夠客觀地反映工程實際，滿足為工程設(shè)計提供有關(guān)地質(zhì)參數(shù)的要求即可。另一方面，我們也提倡和鼓勵對此類問題深入探討，為進一步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行實踐和理論準(zhǔn)備。

6 堤防工程地質(zhì)勘察的成果資料

堤防工程地質(zhì)勘察所獲得的基礎(chǔ)性資料數(shù)據(jù)，具有種類繁多數(shù)量巨大的特點。這些資料數(shù)據(jù)的分析整理歸納匯總，要求標(biāo)準(zhǔn)化，計算機化，最后形成能夠通過計算機綜合管理的數(shù)字化的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并與堤防工程的其它資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成，充分應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為堤防工程建設(shè)、管理和抗洪搶險提供使用方便功能強大的檢索查詢指揮調(diào)度系統(tǒng)。集成后的系統(tǒng)可在局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和Internet/Intranet上運行。系統(tǒng)要求具有靈活的結(jié)構(gòu)定義、多種存儲方式、強大方便的查詢定位功能、豐富的統(tǒng)計報表功能以及可靠的數(shù)據(jù)安全保證體系等；能夠通過圖示圖表提供隱患預(yù)測、險情分析、搶險提示、決策支持、模擬潰堤和決口后洪水進堤的演變趨勢。目前的基礎(chǔ)性工作是制定目標(biāo)，統(tǒng)一規(guī)劃，結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)集成。

堤防工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要列為專題研究，力爭全國統(tǒng)一，至少也應(yīng)該全流域統(tǒng)一。各類資料數(shù)據(jù)的使用權(quán)限、歸檔管理、存儲格式和形式、存儲介質(zhì)等等，都應(yīng)該及早研究，統(tǒng)一規(guī)定。

7 結(jié)語

98特大洪水期間，抗洪搶險場面之驚心動魄，至今仍然令人難以忘懷。大洪水給人以大啟示。中國歷史上前所未有的大規(guī)模堤防工程建設(shè)在98特大洪水之后迅速拉開序幕。經(jīng)歷了98特大洪水洗禮過的江河堤防工程，其工程隱患基本暴露無遺，認真研究堤防工程的出險機理，總結(jié)未出險工程的成功范例，吸取前人修建堤防工程的歷史經(jīng)驗，做好堤防工程的勘測設(shè)計工作，是肩負著堤防工程建設(shè)的各級領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員的神圣職責(zé)。

近幾年來我們參加了大量堤防工程審查，在向生產(chǎn)第一線的廣大工程技術(shù)干部學(xué)習(xí)的同時，也對堤防工程地質(zhì)勘察中普遍存在的一些問題進行了認真思考。本文對于執(zhí)行《規(guī)程》的原則、勘探工作量的控制、勘測資料的整理等等問題表明了我們的觀點；關(guān)于堤防工程險情和隱患分類，我們認為是實踐上升到理論的必然過程；關(guān)于堤基分段分類的原則與方法，屬于工程地質(zhì)理論與實踐相結(jié)合的探討性課題，同時又是指導(dǎo)工程勘測設(shè)計的基礎(chǔ)性工作。

工程地質(zhì)論文:壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議

論文作者：曾錢幫 王思敬 彭運動 劉明虎 陳曉東 樊敬亮

摘要：針對施工圖設(shè)計階段，提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議，包括：錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究、錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究、錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究、錨碇及其圍巖相互作用三維數(shù)值模擬研究、錨碇隧道鉆爆開挖及支護的施工技術(shù)試驗、錨碇錨固系統(tǒng)試驗和大體積混凝土澆筑防裂的施工技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞：懸索橋 隧道式錨碇 施工圖設(shè)計階段 巖體工程地質(zhì)力學(xué) 研究建議

1 前言

壩陵河大橋離擬建貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)高速公路起點約21km，地處黔中山原地帶。高速公路在關(guān)嶺縣東北跨越壩陵河峽谷，峽谷兩岸地勢陡峭，地形變化急劇，高差起伏大，河谷深切達400～600m。橋址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕、溶蝕中低山河谷地貌。巖石建造類型以碳酸鹽巖與陸源碎屑巖互層，以碳酸鹽巖構(gòu)成峽谷谷坡，以碎屑巖互層構(gòu)成谷底及緩坡為基本特征。壩陵河流向與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造線方向(NW)基本一致。河谷西岸地形較陡，地形坡度40～70°，近河谷一帶為陡崖。橋位區(qū)西岸（關(guān)嶺岸）錨碇地段處于斜坡中部，出露的巖層有三疊系中統(tǒng)竹桿坡組第一段（T2z1）中厚層狀泥晶灰?guī)r和楊柳井組（T2y）中厚層狀白云巖[1,2]。弱風(fēng)化巖體直接出露于地表，微新巖體埋深30～50m。

壩陵河懸索橋主跨1068m，橋面總寬度24.5m，東岸錨碇采用重力式錨，西岸錨碇采用隧道式錨。西岸隧道式錨碇在技術(shù)設(shè)計中全長74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、錨室（34.7m）和錨塞體（40m）三部分組成，兩錨體相距18～6.36m。錨塞體和錨室為一傾斜、變截面結(jié)構(gòu)，上緣為圓形，下緣為矩形，縱向呈楔形棱臺，矩形截面尺寸為10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主纜纜力（P）約為270MN，水平夾角約26°。錨體中設(shè)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，主纜索股通過索股錨固連接器與錨體中的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)連接。

懸索橋錨碇在承受來自主纜的豎向反力的同時，主要還承受主纜的水平拉力，是懸索橋的關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)之一，其總體穩(wěn)定性和受力狀態(tài)直接影響到大橋的安全和長期使用的可靠性。壩陵河懸索橋是鎮(zhèn)寧－勝境關(guān)高速公路的重要節(jié)點，針對該大橋施工圖設(shè)計階段，本文提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的工程地質(zhì)力學(xué)研究建議。鑒于錨碇型式受到地形、地質(zhì)條件的限制，國內(nèi)外采用隧道式錨碇的大跨懸索橋為數(shù)較少[3－7]，見諸文獻報道的更少，本研究建議有不適當(dāng)之處，請專家批評指正。

2 巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議

2.1 錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究

西岸隧道式錨碇坐落于邊坡淺表弱風(fēng)化～微新巖體中，弱風(fēng)化～微新巖體的工程地質(zhì)條件關(guān)系到錨碇隧洞的成洞條件及錨碇體系在主纜拉力荷載作用下的整體穩(wěn)定狀態(tài)。

邊坡淺表部中存在卸荷巖體。巖體卸荷帶是伴隨河谷下切過程或邊坡開挖過程中，由于應(yīng)力釋放，巖體向臨空面方向發(fā)生卸荷回彈變形，能量的釋放導(dǎo)致斜坡淺表一定范圍巖體內(nèi)應(yīng)力的調(diào)整，淺表部位應(yīng)力降低，而坡體更深部位產(chǎn)生更大程度的應(yīng)力集中。由于表部應(yīng)力降低導(dǎo)致巖體回彈膨脹、結(jié)構(gòu)松弛，破壞巖體的完整性，并在集中應(yīng)力和殘余應(yīng)力作用下產(chǎn)生卸荷裂隙。巖體應(yīng)力的降低最直觀的表現(xiàn)是導(dǎo)致巖體松弛和原有的裂隙發(fā)生各種變化，形成新環(huán)境下的裂隙網(wǎng)絡(luò)。這些裂隙一部分是遷就原有構(gòu)造裂隙引張擴大經(jīng)改造形成[8]，有一些是微裂隙擴展后的顯式裂隙，也有在新的應(yīng)力環(huán)境和外動力環(huán)境下形成的裂隙。在巖體卸荷、應(yīng)力降低的過程中，隨著新的裂隙系統(tǒng)的形成，也為外動力或風(fēng)化營力提供了通道，加速巖體的風(fēng)化和應(yīng)力的進一步降低。風(fēng)化巖體裂隙的增多，是巖體卸荷和風(fēng)化共同造就的。

西岸錨碇邊坡巖體在淺部節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體透水性較好，滲透系數(shù)高；隨著深度的增加，透水性逐漸減弱。深部的巖溶發(fā)育情況有待研究。

據(jù)初步設(shè)計階段工程勘察資料，西岸錨碇邊坡出露的灰?guī)r和白云巖的產(chǎn)狀為：傾向50～80°，傾角48～87°。主要發(fā)育三組優(yōu)勢節(jié)理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在巖層層面、不利結(jié)構(gòu)面組合切割和深部巖溶發(fā)育情況下，在主纜巨大拉力下，不能夠排除存在深部拉裂滑移面威脅西岸錨碇邊坡整體穩(wěn)定性的可能性。

錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究內(nèi)容包括：

（1）研究從邊坡表部至深部巖體中裂隙的分布密度及張開度變化，揭示巖體的卸荷程度，為錨碇施工期和運行期邊坡巖體質(zhì)量評價以及巖體質(zhì)量變化趨勢提供可靠基礎(chǔ)資料；

（2）在巖層層面和不利結(jié)構(gòu)面組合切割下，由于錨碇工程荷載，研究巖體中形成的潛在不穩(wěn)定塊體的安全度以及西岸錨碇邊坡的整體穩(wěn)定性；

（3）采用地球物理勘探方法，研究邊坡深部溶蝕裂隙與溶蝕洞穴的分布規(guī)律及其發(fā)育特征。

2.2 錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究

主懸索的巨大拉力通過索股、錨桿傳人隧道中填充的（預(yù)應(yīng)力）混凝土，再通過（錨塞體）混凝土與隧道巖體的摩阻力和粘結(jié)力傳遞給周圍的巖體。隧道式錨碇在巨大主纜拉力荷載作用下，不僅要維持自身的抗拔穩(wěn)定，同時還要將自身承受的主纜拉力傳遞到錨碇圍巖中，以充分利用圍巖的承載能力，使錨碇和圍巖共同作用形成一個整體的承載體系。

錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究包括三個方面：

（1） 錨塞體與巖體之間的抗剪摩擦力學(xué)性能[9，10]和粘結(jié)特性試驗研究；

（2） 錨碇下部及兩錨體之間的巖體處于復(fù)雜的拉剪應(yīng)力狀態(tài)，研究錨碇圍巖在拉剪應(yīng)力下的變形及強度特性，尤其是弱風(fēng)化～微新圍巖在拉剪復(fù)雜應(yīng)力下的變形、強度及疲勞試驗研究，模擬其破壞現(xiàn)象和破壞過程，從而掌握其破壞機制；

（3） 巖體在中度～輕度工程爆破開挖擾動下的力學(xué)性能研究。

錨碇圍巖工程力學(xué)試驗?zāi)康氖谴_定錨碇邊坡巖體力學(xué)參數(shù)建議值，供設(shè)計和三維數(shù)值仿真采用。建議在設(shè)計錨碇區(qū)域附近開挖一試驗斜硐，采取巖樣，并在硐壁打適量鉆孔，進行室內(nèi)巖石力學(xué)試驗和原位巖石力學(xué)性質(zhì)及配套的各項試驗研究工作。主要包括室內(nèi)巖石力學(xué)三軸剪切試驗、節(jié)理（裂隙）測量、巖體變形特性（靜載）試驗、巖體抗剪（抗剪斷）試驗、巖體抗拉試驗、混凝土與基巖膠結(jié)面抗剪和摩擦等試驗和硐室聲波普測、硐室地球物理勘探、含水量測試、鉆孔聲波測試、鉆孔壓水試驗等試驗研究工作。錨碇系統(tǒng)的摩阻力由基巖與錨碇系統(tǒng)接觸面的正應(yīng)力與摩擦系數(shù)來決定，摩擦系數(shù)一般由相似原理進行模型試驗或現(xiàn)場測試得到。硐室地球物理勘探是查明錨碇圍巖（主要是錨碇下部及兩錨體之間的巖體）中的巖溶發(fā)育情況。

試驗資料的整理應(yīng)通過對現(xiàn)場和室內(nèi)大量試驗數(shù)據(jù)的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)行有關(guān)行業(yè)規(guī)范（規(guī)程）和工程經(jīng)驗的類比，提出西岸隧道式錨碇邊坡區(qū)域巖體力學(xué)參數(shù)建議值，供設(shè)計采用。

2.3 錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究

壩陵河懸索橋西岸錨碇圍巖為弱風(fēng)化～微新的灰?guī)r和白云巖，屬于易溶蝕化巖體。錨碇邊坡地段地下水主要為（節(jié)理）裂隙水、巖溶裂隙水和巖溶孔（洞）穴水。西岸隧道式錨碇錨體混凝土澆筑后，在邊坡巖體中形成不透水體（阻滲體），從而改變錨碇邊坡的地下水滲流場。可以預(yù)見，地下水將從錨塞體混凝土邊緣繞滲，因此錨塞體與圍巖的交界部位巖體更易遭到溶蝕，削弱錨塞體混凝土與圍巖之間的摩阻力和粘結(jié)力。錨碇圍巖滲透特性的研究應(yīng)著重錨塞體與圍巖的交界部位巖體的滲透性能與抵抗溶蝕的能力的試驗研究。

為防治錨塞體與圍巖交界部位巖體的溶蝕危害采取的工程措施，主要是加強錨碇邊坡坡面的排水工程。

2.4 錨碇及其圍巖相互作用三維數(shù)值模擬研究

由于懸索橋安全是依靠錨碇固定橋的體系，錨碇發(fā)生移動將嚴(yán)重影響橋梁體系，甚至導(dǎo)致橋體破壞，因此研究西岸隧道式錨碇的錨塊及其圍巖在主動拉力作用下的穩(wěn)定性、瞬時變位與長期變位是相當(dāng)重要的。應(yīng)建立真實反映隧道式錨碇錨體和圍巖二者相互作用、考慮施工過程非線性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面影響等的三維數(shù)值仿真模型，對錨碇穩(wěn)定性及變位進行預(yù)測[11]。

2.5 錨碇隧道鉆爆開挖及支護的施工技術(shù)試驗

根據(jù)西岸隧道式錨碇為傾斜、變截面的工程特點，需研究錨碇隧道的鉆爆開挖以及支護的施工技術(shù)[12－14]。在隧道式錨碇施工過程中，自始至終都要注意嚴(yán)格控制圍巖的完整性，盡量避免對圍巖產(chǎn)生過大的擾動。為保證主纜等硐內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，錨碇的防水按GB50108－2001二級標(biāo)準(zhǔn)進行控制，要求較高。施工開挖后應(yīng)對圍巖中的塑性變形帶進行擠密壓漿處理，以使錨塞體混凝土與圍巖緊密結(jié)合。

2.6 錨碇錨固系統(tǒng)試驗

試驗?zāi)康氖球炞C用于壩陵河大橋錨碇錨固系統(tǒng)的各產(chǎn)品力學(xué)性能是否滿足設(shè)計要求。試驗內(nèi)容包括錨拉桿組件靜載試驗、疲勞試驗及錨具組裝件靜載試驗和疲勞試驗[15]等。

2.7 大體積混凝土澆筑防裂的施工技術(shù)研究

壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇錨塞體混凝土澆筑量約2×12143.322m3。錨碇結(jié)構(gòu)混凝土澆筑量大，強度高，對施工工藝及養(yǎng)護維修提出了更高的要求；而大體積混凝土澆注施工由于受多種因素影響，若措施不當(dāng)，很容易出現(xiàn)裂縫，影響到錨塞體混凝土的整體性強度以及鋼筋的耐久性和實用性。西岸隧道式錨碇錨塞體大體積混凝土澆筑防裂技術(shù)從混凝土原材料選取和配合比的選擇、降低原材料溫度和控制混凝土拌和物溫度、合理選擇澆筑工藝和保證整體質(zhì)量、有效控制混凝土內(nèi)外溫差到對混凝土溫度進行監(jiān)控及時掌握混凝土溫度變化動態(tài)等一系列技術(shù)措施[16－22]，都可借鑒汕頭海灣懸索橋、宜昌長江公路大橋和重慶鵝公巖大橋的做法。

3結(jié)語

針對施工圖設(shè)計階段，提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議，包括：錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究、錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究、錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究、錨碇及其圍巖相互作用數(shù)值模擬研究、錨碇隧道鉆爆開挖及支護的施工技術(shù)試驗、錨碇錨固系統(tǒng)試驗和大體積混凝土澆筑防裂的施工技術(shù)研究。

工程地質(zhì)論文:風(fēng)電廠場址的工程地質(zhì)勘測

摘要：風(fēng)電廠場址的工程地質(zhì)勘測不但要對地質(zhì)情況進行考察，而且應(yīng)考察風(fēng)能資源的情況以及風(fēng)能、水力對于工程建設(shè)和風(fēng)電廠運行的影響。對于工程地質(zhì)條件不同的復(fù)雜場地需要采用不同的勘探方法。勘測報告應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，應(yīng)做到信息清晰、結(jié)果正確、建議合理。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電廠；地質(zhì)勘查；工程地質(zhì)

當(dāng)今社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和不可再生能源的過度開采利用迫使人類不得不尋求更為清潔和可持續(xù)利用的能源形式。風(fēng)能作為太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，具有可再生、零排放等諸多優(yōu)點，是21世紀(jì)最有應(yīng)用前景的能源。而將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，即風(fēng)力發(fā)電，是風(fēng)能利用的最主要方式。我國的風(fēng)能資源極為豐富，陸地離地面50m高度的風(fēng)能資源可開發(fā)面積約540000km2，技術(shù)可開發(fā)量約為2680gw；離海岸20km的海域范圍可開發(fā)面積約為37000km2，技術(shù)可開發(fā)量約為180gw，具有極大的商業(yè)化資源條件。[1，2]

隨著風(fēng)力發(fā)電項目的大力推廣，關(guān)于風(fēng)力發(fā)電方面的諸多問題也突現(xiàn)出來，如風(fēng)電場建設(shè)、風(fēng)電并網(wǎng)、風(fēng)電的電能質(zhì)量等。現(xiàn)結(jié)合筆者自身工作實際，探討風(fēng)電廠規(guī)劃建設(shè)中的工程地質(zhì)勘探問題。

一、風(fēng)電廠場址地質(zhì)勘探的主要任務(wù)

風(fēng)電廠場址的工程地質(zhì)勘探工作的主要任務(wù)是在風(fēng)電廠場址規(guī)劃選點的基礎(chǔ)上，為已選定的場址以及風(fēng)電機組、電廠建筑等建筑物的方案布置提供有關(guān)的地形和工程地質(zhì)資料。主要包括五方面工作，即：對場區(qū)的風(fēng)能資源進行評估；繪制選址所需的區(qū)域地形圖；評價場區(qū)的區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性；查明場區(qū)的工程地質(zhì)條件并對地質(zhì)問題及其可能產(chǎn)生的影響進行評估；根據(jù)需要對可采用的天然建筑材料、施工和生活資料情況進行調(diào)查。

地質(zhì)工作的重點是場區(qū)的區(qū)域結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評價和地質(zhì)問題可能產(chǎn)生影響的評估及建議，其中對于場區(qū)的地質(zhì)條件主要有：地形地貌特征、形狀、類型和特征；地層的成因類型、地質(zhì)年代、巖性巖層、風(fēng)化程度；土的性質(zhì)、物質(zhì)組成及含量、層次結(jié)構(gòu)和分布狀況；斷層破碎帶的產(chǎn)狀、規(guī)模、性質(zhì)以及延伸、拓展和膠結(jié)情況；不良地質(zhì)作用的情況及可能的影響；地下水的類型和埋藏情況以及是否可能對地基造成不良影響。

二、風(fēng)電廠場址的地質(zhì)條件分類及勘測

依據(jù)風(fēng)電廠場址地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，可將場地劃分為三類，即簡單場地、中等復(fù)雜場地和復(fù)雜場地。簡單場地是指地層結(jié)構(gòu)單一、無特殊巖土層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單、地層穩(wěn)定、地下水埋藏深且對地基無不良影響、地震動峰值加速度不高于0.05g的場地。中等復(fù)雜場地是指地層層次較多、有特殊巖土層、巖土性質(zhì)變化較大、巖體風(fēng)化較強、可能發(fā)生地震液化的場地；或地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、局部有不良地質(zhì)作用存在的場地；或者地下水埋藏較深，對地基可能產(chǎn)生不良影響的場地；地震動峰值加速度為0.1g～0.3g的場地。復(fù)雜場地的判定標(biāo)準(zhǔn)為：地層層次較多，巖性不均且?guī)r相變化大，地基以強風(fēng)化巖體或不均勻的特殊性土層為主；地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，斷層和節(jié)理裂隙發(fā)育，不良地質(zhì)作用發(fā)育；地下水埋藏淺且對地質(zhì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響；地震動峰值加速度≥0.4g，滿足上述條件之一即為復(fù)雜場地。[3，4]

對于不同復(fù)雜程度的場地，采用的地質(zhì)勘探方法也不相同，以勘探點的深度為例來說明。勘探點的深度一般以控制建筑物應(yīng)力影響的范圍和抗倒覆要求為原則。對于不同復(fù)雜程度的場地采取的物探深度不同。此外，對于復(fù)雜程度高的場地采用的勘探點間距也應(yīng)縮小，以能控制場區(qū)的地層分層、性狀、斷層破碎帶的分布和不良地質(zhì)作用的范圍為標(biāo)準(zhǔn)。因此各種地貌特征的部分、各種地層、主要的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、各個不良地質(zhì)作用點均應(yīng)布置勘探點，且應(yīng)依據(jù)勘探結(jié)果考慮是否加深或增加勘探點。

工程地質(zhì)論文:某建筑場地工程地質(zhì)條件及基礎(chǔ)方案研究

摘要某建筑場地位于南寧市，塊近長方形，邊線為東西向和南北向，其中東西向長約392m。本文以建筑場地為研究對象，分析了其工程地質(zhì)條件，并研究了其基礎(chǔ)方案。

0 引言

該建筑場地位于南寧市，塊近長方形，邊線為東西向和南北向，其中東西向長約392m，南北向長約352m，擬分期開發(fā)，占地面積約為48400m2。場地整平標(biāo)高??.00為高程95.00m。擬建的建筑物主要有數(shù)棟4f~6f的商業(yè)樓（樓高36.9m）以及一棟28f的辦公樓（樓高130m），建筑物結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)型式擬定為樁基礎(chǔ)。均設(shè)地下室，其中商業(yè)樓設(shè)計3層地下室，深度為14.5m，辦公樓設(shè)4層地下室，深度為20.9m。預(yù)測基坑開挖深度分別為15m和21.4m。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震

場地在大地構(gòu)造上處于右江再生地槽之西大明山隆起南部的南寧斷陷盆地內(nèi)。南寧盆地屬不對稱向斜構(gòu)造盆地，向斜軸走向北東東向。南寧盆地的邊緣斷裂較發(fā)育，按走向分有北東向、北西向和近東西向三組，其中以北東向的韋村——西鄉(xiāng)塘斷裂最為重要，其規(guī)模長約70km。該斷裂位于盆地北及西北一線的邊緣，走向與向斜軸向基本一致。次要的北西向斷裂分布在盆地的西南角，為右江斷裂帶進入盆地的分支斷裂，以老橋斷層為代表。近東西向的斷裂以幾條規(guī)模不大的斷層分布于盆地東部。由北向南依次是三塘——奇綠斷層、王村斷層、屯里斷層。至今未發(fā)現(xiàn)貫穿盆地內(nèi)部即南寧市區(qū)的大斷裂。

2 場地工程地質(zhì)條件

場地及其附近原始地貌形態(tài)屬侵蝕、剝蝕丘陵區(qū)中的壟狀高丘亞區(qū)，相當(dāng)于邕江四級堆積-侵蝕階地，原地形整體東（東南和東北）高西（西北和西南）低，場地原始地面標(biāo)高為90.00m~134.00m。根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露，建筑場地地層由上而下分布有：第四系人工填土（qml）；第四系有機質(zhì)粘土（qh）和第四系粘土（qel）；下部為第三系南湖組（e3n）和那讀組（e2n）的泥巖、砂質(zhì)泥巖和砂巖等地層組成。場地地下水主要為孔隙潛水和裂隙承壓水，上層潛水主要賦存于填土①層、混礫填土①1層、有機質(zhì)粘土②層中，受大氣降水和生活污水下滲補給，透水性較好，雨季補給來源充足，水量稍豐，初見水位埋深在0.4m~2.5m之間，高程約92.5~94.6m。穩(wěn)定水位為93.0m~95.0m。

基巖孔隙裂隙承壓水主要賦存于強風(fēng)化粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖中，受大氣降雨下滲和相鄰含水層的側(cè)向補給，水量較小。因斷層錯動影響，各層間含水層有一定的水力聯(lián)系，據(jù)臨近基坑開挖揭露該層地下水位埋深約為8.0m。該場地地下水向北西方向排泄。

3 巖土工程分析與評價

3.1 穩(wěn)定性及適宜性評價

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和收集分析相關(guān)資料，可確定該場地沒有發(fā)現(xiàn)諸如巖溶、滑坡、采空區(qū)和地面沉降等不良地質(zhì)作用，也未發(fā)現(xiàn)這些不良地質(zhì)作用存在的條件。

穿過場地斷層屬于非全新活動性斷層，場地相對平坦?？傮w上可歸為：可進行建設(shè)的一般場地。鉆孔揭露出，巖層及以下地層出現(xiàn)錯斷。根據(jù)初步設(shè)計，地下室底板位于高程約75.0m～81.0m的范圍，這時場地西側(cè)底板下部在斷層位置均座落于泥巖⑤上，部分的地下室地板座落于①1上，而樁端底部，在斷層北側(cè)則座落于地層⑦1上，顯然，底板和樁底位于2種不同的地層上。

3.2 地基巖土特性評價

擬定地下室埋深14.5m，辦公1地下室埋深20.9m，假設(shè)??.00高程為95.00m，則底板分別坐落于80.5m高程和74.00m高程。由此估算，商業(yè)樓基坑需開挖15.0m左右，基坑底面以上出露的巖層主要有填土①、混礫填土①1層、有機質(zhì)粘土②、上層④、上層⑤1；辦公1基坑需開挖21.4m左右，基坑底面以上出露的巖層大部分為全風(fēng)化泥巖⑤層，小部分為強風(fēng)化泥巖⑨1層。

根據(jù)鉆孔及剖面圖揭露的巖層傾角，可看出，從東西方向看，巖層總體上由東向西傾斜；從南北方向看，為類似褶皺構(gòu)造，層底面起伏坡度為0度~15度之間?？傮w上具有一定的不均勻性。

3.3 地下水評價

地下水對砼有弱腐蝕，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕作用，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕，與地下水有接觸的建筑構(gòu)件應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施?；娱_挖主要受上層滯水的影響，但場地上層滯水水量不大，對基坑開挖影響較小，施工時，可直接在基坑內(nèi)設(shè)置集水槽、井抽排地下水。

4 基礎(chǔ)方案評價

4.1 天然地基評價

根據(jù)設(shè)計商業(yè)樓的結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)埋深、地質(zhì)條件、經(jīng)濟效益、施工條件等，該建筑物和地下室可能采用的基礎(chǔ)型式：筏板基礎(chǔ)或樁筏基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)持力層為①、⑤、⑥1、⑥2、⑦1、⑨1、⑨2等地層，并且橫跨斷層帶，這些地層的承載力特征值或修正值雖較大，但分布不均，應(yīng)慎用或采取消除這種不均勻的措施。

4.2 樁基礎(chǔ)

根據(jù)場地巖土特性及沉降深度要求，主要的樁基礎(chǔ)型式宜采用人工挖孔樁和沖孔灌注樁。

人工挖孔樁：根據(jù)場地巖土層分布情況，樁端持力層宜選用⑦1、⑦2、⑨1、⑨2、⑩1和⑩2層上，基本上穿越本勘察所揭露的所有土層。鉆（沖）孔灌注樁：該樁型穿透能力強，可以穿透各種土層和巖層。場地地下水對鉆（沖）孔樁施工影響較小。施工中應(yīng)注意控制樁底沉渣及樁身質(zhì)量。在成孔過程中，要及時清孔及灌注，減少樁孔內(nèi)水對泥巖承載力的影響。

4.3 基坑工程評價

擬定商業(yè)樓地下室埋深14.5m，辦公1地下室埋深20.9m，相應(yīng)基坑開挖深度預(yù)計分別為15.0m和21.4m。假設(shè)??.00高程為95.00m，則基坑底面分別坐落于80.00m高程和73.60m高程。顯然基坑開挖有2級深度，第一級為商業(yè)樓地下室基坑，深約為15.0m；第二級為辦公地下室基坑，深約為21.4m， 2級基坑側(cè)壁底部相距較遠，故可單獨考慮其穩(wěn)定性，即基坑支護設(shè)計可分別按15.0m深和6.0m深分別進行?；觽?cè)壁安全等級主要以失穩(wěn)后的破壞后果為依據(jù)。

根據(jù)基坑開挖底面高程，結(jié)合本勘察揭露的地層分布情況，第一級基坑側(cè)壁（商業(yè)地下室范圍）出露的地層主要為①1層、有機質(zhì)粘土②、粘土③、夾層煤④和泥巖⑤層，局部穿過泥巖⑥1層。各區(qū)的支護設(shè)計采用圖中建議相應(yīng)的巖土分布剖面圖及對應(yīng)的巖土參數(shù)建議值。

5 結(jié)論及建議

建筑場地屬侵蝕、剝蝕丘陵區(qū)中的壟狀高丘亞區(qū)，無滑坡、崩塌等不良地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定，適宜工程建設(shè)。主體建筑基礎(chǔ)形式可采用樁筏基礎(chǔ)，樁基采用沖孔灌注樁。

工程地質(zhì)論文:工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)研究

摘要：水文地質(zhì)研究在工程勘察中有著十分重要的地位，本文主要闡述工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)評價內(nèi)容，巖土水理性質(zhì)，地下水引起的巖土工程危害等問題。

關(guān)鍵詞：工程勘察；水文地質(zhì)；巖土；危害

1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容

在工程勘察中，對水文地質(zhì)問題的評價，主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

1.1 應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。

1.2 工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

1.3 應(yīng)從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題，如：①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地，應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉上時，應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水位以下開挖基坑，應(yīng)進行滲透和富水試驗，并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。

2 巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖：巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視，對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視，因而對巖土工程地質(zhì)的評價是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì)，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響，然后再對巖土的幾個重要的水理性質(zhì)及研究測試方法進行簡單的介紹。

2.1 地下水的賦存形式：地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細管水和重力水三種，其中結(jié)合水又可分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。

2.2 巖土的主要的水理性質(zhì)及測試辦法：①軟化性，是指巖土體浸水后，力學(xué)強度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。②透水性，是指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能。松散巖上的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖上體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗求取。

③崩解性，是指巖浸水濕化后，由于土粒連接被削弱，破壞，使土體崩敞、解體的特性。④給水性，是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以給水度表示。給水度是含水層的幾個重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場地疏時間。給水度一般采用實驗室方法測定。⑤脹縮性，是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的漲縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。

3 地下水引起的巖土工程危害

地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。

3．1 地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_到一定程度

時，都會對巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：

3.1.1 水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成：①土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂，管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒，基礎(chǔ)上浮，建筑物失穩(wěn)

3.1.2 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水．采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩，修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題，對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

3.1.3 地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形，當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時．不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內(nèi)由于地下水的滲透，會將土層中的鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來較大的麻煩。

3．2 地下水動壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻已有較詳細的論述，這里不再重復(fù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發(fā)展，將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。