工程地质论文

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了一篇工程地质论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

工程地质论文:关于《堤防工程地质勘察规程》中若干问题的探讨

摘要：我国江河发育，堤防众多。“98”特大洪水使堤防工程暴露出了许多问题，汛后建设迫在眉睫，为使灾后重建能达到技术先进、经济合理和安全适用的要求，建设部颁布了《堤防工程设计规范》，其对工程地质勘察的要求仍沿用现行的国家标准《堤防工程地质勘察规程》。我们在学习、理解和应用这个规程的过程中，发现存在一些概念混淆和操作不便的问题，本文公开我们的观点，与大家讨论，也为规程规范的修订提供参考意见，使之更为完善。

关键词：规程 规范 堤防 工程地质 地质体 防渗

1998年的特大洪水，江堤全线告急，到处险象环生，抗洪抢险消耗的人力、物力、财力都是空前巨大的。堤防工程暴露出了许多问题，急待实施加固，中央对此十分重视，专项资金迅速到位。为使新一轮水利防洪工程建设更科学化和规范化，建设部于1998年10月8日以建标〔1998〕185号文了国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》，编号为GB50286-98，自1998年10月15日起施行)。该《规范》是一部统一堤防设计标准和技术要求，保证堤防建设技术先进、经济合理、安全适用的技术法规，具有强制性。《规范》对堤防工程地质勘察没有过多的阐述，仅在第3.4条（工程地质）中规定：3级以上的堤防工程设计的工程地质及筑堤材料资料，应符合国家现行标准《堤防工程地质勘察规程》（以下简称《规程》，编号为SL/T188.96，水利行业标准，1997年2月，1997年5月1日起实施）的规定。显然，堤防工程地质勘察按《规范》要求，应该认真执行现行的行业标准《规程》，这时《规程》也就相当于一个强制性的国家标准，或者说《规程》是《规范》的一个补充。

规程规范是一个行业对其工作内容、工作方法和工作程序的多年丰富经验之归纳与总结，是工程勘测设计质量控制的标准，是行业主管单位进行工程审查的依据，可以说是行业管理的根本大法。

笔者最近连续参加了几个重要的一级堤防工程勘测设计报告的审查，感到《规范》和《规程》在实施过程中存在一些值得商榷的问题(可实施性、可操作性、概念性以及对地质环境的影响等)，经与部分勘测设计单位一些经验丰富的地质师交换意见，大家亦有同感。现将我们的一些粗浅认识公布于众，抛砖引玉，希望引起更多的地质专家来分析讨论这些问题，以便于更好地理解《规范》和《规程》，应用《规范》和《规程》来指导我们的工程地质工作，也有利于今后对《规范》和《规程》的修订。

1 关于地质体与水工建筑物的概念问题

众所周知，工程地质勘察的任务是为工程建设提供地质资料，查明工程地质条件，分析、研究、界定和明确工程地质问题，并提出工程处理措施的建议。强调的是为工程建设服务，定位于工程设计和工程施工等专业的基础性配合性专业。很明显，工程地质勘察的对象是建筑物的天然地基(注意将“地基”与“基础”区别开来)，即地质体。至于人工填土地基将另当别论。

就已建堤防工程的工程地质勘察而言，主要是指对大堤地基(堤基)的勘察。洪水期间众多江堤出险实例表明，堤身与堤基均有险情发生。堤基的主要工程地质问题是渗透变形、崩岸、沉降、堤基滑移等；堤身的险情主要为滑坡、散浸、清水管涌、夹层渗漏、堤身单薄等。这里，我们有意识地将堤身险情与堤基问题分开，目的在于澄清地质体与水工建筑物的基本概念和它们之间的根本区别。

工程师们对地质体与水工建筑物的区别是再清楚不过的了，我们在这里议概念问题是小题大作了吗？未必!《规程》对此就是概念模糊的。在《规程》中多处提及已建堤防加固工程对堤身和堤基的勘察，或将堤身与堤基的勘察相提并论，要求查明……，显然已经将本来是水工建筑物的堤身当成堤基这样的地质体去实施“勘察”，混淆了天然地质体与人类工程活动产生的建筑物这两者之间的概念，能说是小题大作吗?

由于《规程》中的概念模糊或者概念不明确，以至于在工程实践中，产生了诸如将堤身的工程隐患当成工程地质问题，将堤身土体当成地质体去“查明”工程地质条件等等工程笑话，此类问题在我们审查过的堤防工程地质勘察报告中比比皆是，不得不撰此拙文与同仁讨论。

我们说堤基是地质体，在此地质体上修建工程建筑物，需对此地质体实施工程地质勘察，以查明工程地质条件，研究工程地质问题，并根据工程建筑物的任务和特性对地质缺陷提出处理措施的地质建议，这是地质师的职责和任务。地质师利用有限的地质勘探手段(钻探、坑槽探、物探等)，根据区域地质环境，应用形成地质体的基本理论(地层时代、沉积韵律、地质构造、岩性对比、岩相规律等等)，辅以岩土体的物理力学试验，特别是结合地质师丰富的实践经验去分析、判断、推论和论证，最后完成查明工程地质条件的任务，这是地质师完全可以做到的。

然而，对于已建堤防工程的堤身就完全不一样了。诚然，防洪大堤一般为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“线状”水工建筑物，它的工程隐患具有随机分布特性，例如填筑土料的质量，勘察中发现堤身土中有透水性强的砂性土呈鸡窝状、局部层状或条带状、小范围透镜状等多种状态分布；填筑土的紧密程度也具随机性；而堤身中发现的施工杂物和生物洞穴的分布，其随机性更大。显然，此类随机分布的工程隐患问题，用常规的地质勘探手段来查明这些隐患就显得有些力不从心。

堤身的“勘察”之所以显得如此复杂，其原因就在于土堤是人类工程活动把扰动后的土填筑起来的产物，它的结构和质量人为因素较大，成因不受自然规律制约，不同堤段的填筑情况可能相差很大，加上后期生物活动的破坏，更无规律可循，即使对它进行“勘探”，也只能是对某一点的认识，不能结合地质师的任何经验，更不能应用地质基本理论，其认识不可能上升到宏观这一层次。因此，对堤身进行工程地质“勘察”的提法就值得商榷。既然土堤是水工建筑物，对它的工程隐患进行检测或调查，则更为名正言顺无可非议。准确地界定问题的性质，有利于对症下药，事半功倍。至于土堤的检测或调查，要借用地质师的一些可行的“勘探”手段和“勘探”方法，或者将此项工作交予地质师来完成，地质师也是乐意的，但不要用“查明”这种对地质体的要求来明确任务，可以考虑用“分析、了解、判别、提出”等词语对隐患问题作出评价，或许更为合适。

2 关于已建堤防加固工程的勘察阶段问题

我们知道，就水利工程(多指枢纽、供水、灌溉等大型工程)而言，有其较为严格的勘测设计阶段划分。对于堤防工程，《规程》将新建堤防和已建堤防加固的勘察阶段分开，这是符合客观实际的。《规程》第1.0.5条规定：新建堤防的工程地质勘察可分为规划、可行性研究、初步设计和施工图四个阶段。已建堤防加固工程地质勘察可分为可行性研究和初步设计两个阶段。必要时还可进行施工地质工作。地质条件简单或勘察目的单一的堤防工程，经勘察设计主管或审批单位同意，勘察阶段可适当简化。而在本条的条文说明中，对地质条件作了简单、中等和复杂三个等级的界定。对照堤防工程出险需加固的工程实例，地质条件都是中等或复杂级别，都达不到简化勘察阶段的条件。然而，《规程》另外声明：堤防工程地质勘察阶段的划分，原则上应和堤防设计阶段的划分相适应。……有时多采取一次性进场勘察完毕。……在某些具体条件下，也可以将勘察阶段简化，甚至不划分勘察阶段。这又是十分可取的原则。

堤防工程是线状工程，勘察工作拉开的战线较长，勘探队伍进场一次，转战南北实属不易，特别对于已建堤防加固工程，由于不存在线路比较、重大方案调整等地质条件占有一定份量的多阶段循序渐进的勘察过程，一次进场勘察完毕就有其自身的客观合理性。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚，即重点查明出险堤段堤基的工程地质条件，分析界定发生堤基险情的主要工程地质问题，提出工程处理措施的建议。此外，堤基的工程地质条件一般说来较为简单，多为二元结构或多层结构的第四系土体；堤基的工程地质问题也相对明确，主要为渗透变形，受河势控制岸坡迎流顶冲产生崩岸等。这些地质特性都给一次进场勘察完毕创造了较为可取的有利条件。在实际工作中，需要领会和理解《规程》的大原则，根据具体情况，一切从实际出发，必要时可以考虑简化勘察阶段，缩短勘测周期，降低勘测费用，达到勘测队伍孜孜以求的目标。

需要注意的是，勘察阶段简化后设计阶段并没有简化，一些需要专业协调方面的问题，还要认真研究解决。此外，一次进场勘察完毕之后，所提交的地质资料一定要能够满足工程概算的精度要求，否则将事倍功半，弄巧成拙。这就要求勘测工作的深度要达到加固工程初设阶段其它专业的需要。千万不要屈解成简化了勘察阶段也降低了深度要求。

3 关于已建堤防加固工程的勘察深度问题

关于已建堤防加固工程的地质勘察深度，《规程》中有明确规定，但在工程审查过程中发现，部分规定可操作性较差，现分述如下。

(1)《规程》4.2.7中对已建堤防加固工程地质测绘提到“纵剖面一般沿堤顶布置，必要时应在堤内外加布纵剖面。横剖面的间距根据拟加固堤段长度及问题而在50～200m的范围选定。沙基管涌段、溃口段、扒口分洪段、较大渊、潭、塘段，崩岸坍塌段、堤基滑移变形段和天然沟口段应增加地质剖面。《规程》4.4.3中详细规定了加固堤防工程的钻孔位置。笔者最近参加了湖北省洪湖、监利长江干堤整治加固初步设计报告审查会，了解到整个洪湖、监利长江干堤225.88km几乎全线出险，其中由于堤基出险的超过90km，按《规程》要求，仅此90km出险段就至少应布置450个横剖面，其中外滩宽度大于500m，距长江河床最低位置大于700m而出险的堤段有48km长，故至少要打钻孔2310孔，这仅仅是对堤基出险段而言，再加上堤身出险段应打钻孔数量，总数实在惊人。事实上，在重要险工险段区，如果地质条件复杂，200m一个横剖面也根本控制不住，仍然达不到查明工程地质条件的目的，因此《规程》规定的横剖面间距最密可达50m，在我们审查过的堤防工程中没有一个勘测单位达到了这一勘探精度。

(2)《规程》4.2.7进一步规定，横剖面的长度在软土区应达到内外反压平台以远50～100m；在粉土、砂土区，砂卵石强透水段，应达到堤内外附近河（湖、海）床最低位置。这里“反压平台以远50～100m”基本可行，而“附近河床最低位置”这一规定在滩地较宽的情况下几乎不可行。例如有的滩地可达1000m以上，长江江面宽者为数千米，“最低位置”可能在江心或靠近江对岸，横剖面可能将长达3-5km，而且江河的最低位置还需做大量的水下测量工作才能确定，这实施起来可能吗！所以《规程》中的规定就值得研究。

(3)《规程》4.4.4中规定，当遇砂、卵石等强透水层时，钻孔宜深入相对隔水层内3～5m”。整个洪湖、监利长江干堤主要以表层较薄的相对弱透水层的二元结构地基为主，106km堤线上的钻孔深度均要大于30m，是否有这个必要？而真正需要的是控制住二元结构的上层土体的厚度与性状，下部砂性土的渗透特性，以便进行渗控验算，至于砂性土在某一深度以下也就没有追根究底的必要了。

4 关于堤基垂直防渗问题

关于堤基防渗问题，最近参加的工程审查中发现，许多工程都做了沿线大范围的垂直防渗设计，我们对此有些异议。《规程》和《规范》中对砂性土堤基的处理方法很多，提到了减压、防渗、截渗、防冲、振冲加密等处理措施，这些方法也都是多年工程经验的总结。但是对浅层透水堤基和深厚透水堤基普遍采用截渗墙和截渗槽进行垂直截渗的效果和对环境的影响却应该引起人们的重视。对于浅层透水堤基常要求截断渗体底部达到相对不透水层，这样似乎就可以截断江(河)水向堤内的渗漏通道，但由于堤线不同于一般挡水建筑物(如大坝)，其特点是呈线状沿江(河)布置，地表水与地下水的补排关系密切，如果截断了水体的天然联系通道，从长远来看，必然会破坏自然地质环境，引起环境地质问题：原区域内的水文地质条件发生了根本性的改变，地下水的天然渗流场被破坏，仅仅是为了汛期截住江(河)水不向堤内渗漏，而在非汛期，堤内的地下水无法排出堤外，引起内涝将成为必然。而对于深厚透水堤基，由于只能做悬挂式帷幕，参考长江委对荆江大堤用悬挂式防渗墙典型断面的防渗效果分析结果：堤身出逸点高程与不作防渗墙基本相同，堤基后100m内垂直比降降低了1.0～10.3%，水平比降降低了11.1%，这说明设置防渗墙对削减堤后基础浅部渗透压力，保证堤基、堤身安全起到了一定的作用，但效果并不明显，造价也很高。鉴于此，在最近的一些堤防工程审查中，我们一般不同意垂直防渗方案。

关于堤基垂直防渗问题，大家可以讨论，我们这里也仅是一家之说。我们认为应该掌握的原则是：一般情况下不宜提倡垂直防渗，在特殊堤段可以考虑，但应对由此而产生的环境地质问题进行研究，采取相应的工程措施。

5 关于堤身隐患的工程处理问题

堤身是水工建筑物，不是地质体，这一点是毫无疑问的。前面已经阐明了对堤身不宜用工程地质勘察这一提法，但是地质师确实能够通过调查以及一些地质勘探手段检测出堤身存在的隐患问题。应该说，对堤身进行检测是地质师的业务拓展，进一步展示了地质师的工程才能。另一方面，尽管我们这里强调堤身不是地质体，但构筑它的主要材料则是地质师十分熟悉的“土料”，土料的工程特性，地质师可以通过各种“勘探”手段或“试验”方法予以“查明”。更进一步地说，堤身隐患的工程处理措施，地质师有充分的发言权。

鉴于堤身各类隐患分布的随机性，完全予以“查明”后才对症下药，采取相应的工程处理措施，显然难度太大，也没有必要。工程上最为明智的办法是“包”，有点包治百病的味道，即采用一种技术成熟、造价低廉、易于施工，且适用于多种堤身隐患的工程措施，这就是在堤防加固工程中广泛采用的“锥探灌浆”工艺。这一工程措施可以对堤身散浸、裂缝、生物洞穴、局部鸡窝状夹层状条带状透镜状分布的透水较性强的砂性土、堤身填筑质量差等隐患实施“全面补强”。因此，在已建堤防加固工程审查中，我们一般都建议对类似隐患的堤身实施大范围锥探灌浆。

许多对堤防工程有丰富经验的一线的工程师和地方领导，认为对堤身采取全线锥探灌浆进行加固是非常必要的，平时每隔几年也要普遍搞一次，因为生物洞穴具有再生性。我们则认为，尽管锥探灌浆不是解决堤身隐患的最合理措施，但却是较为可行、可靠、可取、最包得住、最易让人接受的措施。它较好地解决了随机分布不易检测到的堤身隐患等问题，符合充分利用工程措施去弥补因获取隐患信息困难而遗留问题的工程原则，是十分可取的。

关于堤身的其它工程隐患的处理，本文暂不讨论。

6 结语与建议

98特大洪水给堤防工程敲响了警钟，也给地质师们带来了新的机遇。做好堤防工程地质勘察，是地质师的应尽职责。

关于已建堤防加固工程的工程地质勘察阶段和深度问题，我们认为应以客观、务实、科学的态度来对待。勘察阶段可以根据具体情况考虑简化，以工程地质条件是否清楚，工程地质问题是否明确，工程概算能否控制得住为基本原则。所提供的地质资料应满足其他相关专业的要求。具体来说，应首先结合历史出险情况，特别是98特大洪水的真实考验，重点加强险工险段堤基的工程地质勘察，对堤防工程历史出险情况进行调查，确定出险位置，先针对片状和面状出险部位，然后针对线状出险部位，最后针对点状出险部位。要认真分析出险原因，不应全面撒网，没有必要对运行正常的堤段过多地实施地质勘探。对重点出险的堤段，可适当增加钻孔，加密横剖面。总之，一切以因地制宜，查明问题为主，切不可盲目化、教条化。

关于堤基垂直防渗问题，笔者认为无论是从地质环境的角度，还是从其本身的防渗效果与工程造价相比较来看，都并不理想，可以考虑诸如水平铺盖、减压井、排水沟等其他工程处理措施。

关于堤身加固，由于堤身的隐患不易查清，随机性很大，目前只有采取“包”的办法，而锥探灌浆正是一种成本低廉，施工方便，技术成熟的工程处理措施，对需进行加固的堤防工程，采取全线锥探灌浆是较为可行和可取的。

作为一个国家或行业的规程规范，它一旦颁布实施，就必需严格遵照执行，以体现其法规性和严肃性。行业主管部门以它作为工程审查的依据，而勘测设计单位则以它作为开展勘测工作和编写报告的准则。规程规范对审查单位和被审查单位的约束是双向的，也是平等的。但如果规程规范脱离了实际，可操作性较差，勘测单位在实施过程中难度较大，则应该考虑修订。

工程地质论文:除险加固工程地质勘察的一般性原则

摘要：据统计资料，我国有数万座病险水库。对这些病险水库实施除险加固，将是今后数年水利工程建设的又一个重点。水利工程除险加固的工程地质勘察没有现成的规范可循，其地质勘探工作的布置依据是什么？工程地质工作的原则究竟如何把握？生产第一线的同志们不断地提出这样的问题，一直也没有权威性的解答。这里笔者希望借学术交流的舞台与同仁们讨论，或许有些启发。

关键词：除险加固 地质勘察 原则

1 存在的问题

现行的水利水电工程地质勘察规程规范基本上是针对新建工程而编制的，倒是堤防工程地质勘察规程还对已建堤防工程的地质勘察工作有所界定。这也许与没有大张其鼓地实施除险加固工程有关。虽然某些典型病险工程从一开始运行就被珍断为“有病”，甚至数十年来一直就没有停止过除险加固，但却一直没有被治好过，为什么？道理似乎也太简单了，一是没有找到病因，二是没有钱或不愿花钱去治病，三是……大家捉摸去吧，这里也不好意思全部写出来了。

近几年来，病险水库工程的除险加固在建设程序上已经比较正规化、程序化，规模较大的工程一般要通过总院审查，但一次性审查过关的工程并不多，可见此类工程看似难度不大，却存在着一些理解上的差异。勘测设计单位的理解与审查单位的要求有一定出入，使得除险加固工程的前期工作出现了一些反复，走了弯路。我们在工程审查过程中体会到一些带有普遍性的问题，因此也有必要提出来与大家讨论。

就勘测单位而言，根据自己对所承担的除险加固工程的理解去做地质工作，无可非议；根据设计师的要求去做地质工作，似乎也说不出个所以然，地质是设计的辅助配合性专业，这一点我们还是有自知之明的；根据委托方的任务要求开展地质勘探工作，就不好说了；最具有说服力的是根据除险加固工程的安全鉴定报告的评价意见去做地质工作，名正言顺。对于审查人员来说，按什么标准和原则来把握？这恐怕就有些学问了。

归纳以上存在的问题不难看出，勘测工作和审查工作中都存在着一定的人为因素，把握尺度有一定的揉性。例如根据自己的理解去做地质勘察工作，显然不同的人对同一问题的理解会有一定的差异，从而导致工程勘测工作的差异；虽然按设计师的要求去做地质工作也是符合一些勘测设计单位的管理程序的，但对于极赋创造性的地质工作来说，是否未免太过于呆板死心眼了？审查人员的把握尺度，其人为因素就更多一些，因为没有了规范标准，也就没有了机械性的硬指标，几乎完全取决于审查者自身的业务素质和职业素质。

2 问题讨论

以上若干问题很难有一个唯一的或权威性的定论，因此也就给思考者们留出了讨论空间。通过讨论，也许会有些启发。笔者先在此暴露一些个人体会，仅供讨论参考。

顾名思义，病险工程首先有病后才有险，然后才引出除险加固。是否有病有险，工程安全鉴定报告最具有法律上的权威性（是否具有符合工程实际的权威性?本文回避）。因此笔者基本同意按照工程安全鉴定报告中的评价意见去考虑工程地质勘察工作，这是开展工程地质工作的基本依据和原则。这里存在的问题是某些安全鉴定报告中对某些问题的界定有些含糊，造成了理解误差。

例如，安全鉴定意见指出坝基存在渗漏问题，但并没有指出渗漏问题的性质，这就让做具体工作的同志在技术把握上存在一定的疑惑性。这时，我们需要的是首先根据坝基地质条件，分析清楚渗漏的性质，进而决定开展工作的原则。从大坝安全角度只需回答存在渗透稳定问题或不存在渗透稳定问题，前者需要进行工程处理，后者不需要进行工程处理；如果从控制渗漏量的角度考虑，为了达到减渗的目的，即是不存在深透稳定问题，也可能仍然会考虑适当的防渗工程措施。这里的关键是对渗漏问题的定性，如果定性存在困难，针对性地布置勘探工作将是必要的。

当工程安全鉴定报告中没有提及到某些建筑物地基存在病险问题，工程地质工作还需要考虑吗？回答应该是中性的，需视具体情况而定。例如坝基不存在病险问题，可以分两种情况区别对待。一种情况是大坝没有加高任务，或即是需要加高大坝但坝基工程地质条件能够通过分析前人留下的地质资料作出肯定性结论，这时不必进行坝基地质勘探；第二种情况是需要加高大坝且前人留下的地质资料不足以作出满足大坝加高的工程地质评价，则需要补充进行坝基地质勘探。

对于早期地质资料与现行评价标准有出入的，有可能需要考虑一些复核性地质勘探，以便有利于对前人留下的地质资料加深分析与理解。

需要讨论的还有一个值得思考的问题：必须用勘探资料说话，或先有勘探后才有地质分析，在某些情况下这可能是地质工作的一个误区。笔者比较强调先有地质分析判断，再行勘探验证，或进一步通过勘探资料修正先期的分析认识。这相当于我们在开展一个新工程的地质工作时，要尽可能地收集和分析已有的工程区地质资料，再根据分析结果结合工程需要布置勘探工作。反过来，在没有任何分析认识的基础上一开始就布置地质勘探，就可能会走弯路。传统的以勘探工作量来衡量勘测设计深度的原则，不是工程地质工作的正确选择，也不能体现出极具创新潜力的工程地质工作的水平！

3 工程地质工作的原则

通过以上讨论，我们可以概括地归纳出除险加固工程地质勘察工作的一般性原则。

3.1 工程地质勘察工作的依据和范围

除险加固工程地质勘察工作的依据是工程安全鉴定报告中与地质有关的评价意见，此报告中没有提及到的建筑物地基的地质问题，说明没有问题或不是问题，不必自作多情地去布置地质勘探工作，即不必面面俱到象勘测一个新建工程一样将所有枢纽区工程地质条件勘察论证一遍。

3.2 工程地质勘察工作的基本原则

以查明与地质条件有关的险工、险段和险情部位的出险原因，这是除险加固工程勘察工作的基本原则，其余没有出险的部位不必进行勘察，除非委托方另有要求。此原则就相当于医生面对一个腿关节疼痛的病人，用不着给人家做胸部CT和谓镜检查，除非病人要求作全面体检，否则就有 “敲诈”之嫌！对于病险工程的全面体检，那是安全鉴定的任务，不是加固工程地质勘察的职责！这个原则一定要分清楚，否则费力不讨好。

某些工程还有大坝加高任务，是在原大坝上增加了新的荷载，坝基受力条件有所变化，这时必须进行坝基工程地质评价，作出坝基地质体是否能够满足大坝加高要求的地质结论，这一点在实际工作中往往容易被忽略，因为工程安全鉴定报告并不一定对此提出要求。

某些特殊工程的大坝加高，还需对坝基地质体进行科学研究，以便得出具有足够说服力的结论。例如，南水北调中线水源工程～丹江口大坝加高工程，虽然在该大坝兴建时坝基就已经按照今后最终坝高要求进行了工程处理，但仍然不能简单地认为加高是可行的。因为原大坝已经建成运行了三十多年，坝基地质体受力变形已经达到了协调平衡，加高大坝后，坝基必需接受新增加的大坝荷载、水荷载和其它荷载，坝基地质体必然要打破原来的平衡并进行新的应力应变调整，以达到新的受力平衡。显然，研究新的平衡条件下地质体的工作状态及其对上部结构的影响，渗流场的改变等，也许是有必要的。

3.3 加强工程地质分析工作

工程地质勘察成果的优劣，主要体现在工程地质的分析水平。某些地质报告，只有地质条件的一般性描述，勘探资料的汇积堆砌，工程地质的肤浅评价，而没有地质师的认真分析、逻辑推理和基本判断，缺乏针对工程建筑物特性的工程地质评价，少有地质预测，甚至遗漏基本结论。

工程地质学发展到今天仍然不能在工程实践中体现出她的精髓与魅力，这是我们不得不承认的专业遗憾。话又说回来，这种现象显然不能单纯地去责怪在艰难环境下辛勤工作的地质师，深层次的原因也许并不在于地质师的责任心、素质、经验、能力和水平，或许属于深奥的哲学问题。笔者在此只好用一句不疼不痒的空话来勉励这个似乎陷于困境的尴尬专业：加强工程地质分析工作。

4 关于坝体检测

除险加固工程的勘测设计工作，往往包括对当地材料坝坝体某些部位的检测任务(有人将此项工作当成工程地质勘察，这是概念性的低级错误)。由于坝体是人类修建的水工建筑物，并不是天然地质体，完全不能沿用地质基本理论去作违反客观实际的“地质勘察”，但是却可以充分借用地质师的常规性或特殊性手段和方法，通过钻孔探测和取样试验，结合物探手段，研究大坝设计和施工资料，对坝体质量作出基本评价，这是地质师的本事，其他专业的技术人员是无能为力的。

此项工作我们需要注意的是，充分估计到坝体质量缺陷的随机性、生物洞穴的再生性和检测手段的局限性，千万不要进行地质意义上的推理与判断，对于大坝的加高、陪厚、防渗和排水等工程处理措施的建议要留有余地。

5 遗留问题

本文所论的一般性原则，遗留了一些非一般性问题。例如，工程安全鉴定报告中没有提及到的与地质有关的又是地质师可能质疑的问题，或者已经存在但有可能被安全鉴定本身所遗漏的地质问题，或者不属于安全鉴定范围内的地质问题（如库区地质环境的改变、工程区潜在的地质灾害、加固工程完建后水库运行水位的抬高可能引起的一系列问题等），等等。

遗留问题是客观存在的。按本文的观点：除险加固工程地质勘察的依据是工程安全鉴定报告，而遗留问题在此报告中可能都不会出现，因此，工程地质勘察工作就没有合法的工作依据。

遗留问题要不要开展工作？回答仍然是中性的。因为有可能是领导说了算，也有可能是老板说了算，当然也有可能在遵重科学的原则下专业技术人员有一定的发言权。笔者建议，当遗留问题的确存在时，地质师可以从工程地质专业的角度将问题提出来，表明自己的观点，为领导和老板决策提供依据。

工程地质论文:二期围堰工程地质勘察研究与建议

摘要：三峡工程二期围堰是三峡工程二期建设时期最关键的安全屏障，施工技术难度大，施工期短。为保证在一个枯水期完成一个土石方填筑总量达1032万m3，混凝土防渗墙面积近9万m 2的工程，自1972年起至1997年间，长江委三峡勘测研究院对二期围堰枯水河床基岩深槽问题、堰基细砂层振动液化与渗透稳定问题、堰基岩土渗透问题、堰基块球体分布及对防渗墙造孔的影响等问题进行了详细勘察与研究，并据此提出了二期围堰设计思路上的关键点和施工难点作为设计依据，保证了二期围堰工程的胜利建成。

关键词：二期围堰 工程地质 勘察研究

二期围堰是长江三峡工程重要的临时建筑物之一，由上游和下游两道围堰组成，分别位于三峡大坝轴线上游200～450m及坝轴线下游400～700m。两道围堰呈折线横跨长江布置，与已建成的混凝土纵向围堰在长江河道内围成二期基坑，在二期施工期间担负着保护基境内安全施工及下游城乡居民生命财产的安全。围堰运行期间上游库内蓄洪容积达20亿m3，万一失事，将造成工程及下游生命财产的重大损失，而且会严重推迟三峡工程的工期。它是三峡工程二期建设时期最关键的安全屏障。

二期围堰的施工技术难度大、施工期短。要想在一个枯水期完成土石方填筑总量达1032万m3，混凝土防渗墙面积近9万m2的二期上、下游围堰工程，首先必须对堰基工程地质条件作详细勘察与研究。

自1972年起，长江委三峡勘测研究院就开始对二期围堰基础工程地质条件进行勘察研究工作。到1992年提交初设报告。查明该处工程地质条件复杂，主要存在以下四个方面的工程地质问题：

(1)二期围堰最大挡水水头85m，水下填筑深度60m，堰基下存在着较厚的细砂层，其承载力小，稳定性差，易产生管涌破坏，不利于二期围堰堰体的稳定。

(2)河床深槽部位水深，基岩面形态复杂，特别是上游围堰河床深槽的左侧存在着60°～75°的基岩陡坡，给防渗墙的嵌岩施工带来了较大的困难。

(3)基岩内存在着透水较强的岩体，在高水头条件下可能引起集中渗漏，影响细砂层稳定，对堰体产生破坏作用。

(4)二期围堰施工期短，防渗线路长达2516m，堰体最大高度82.5m，堰基下有强度在130MPa以上的块球体分布，防渗墙必须通过此层，施工难度大。

1992年以后至围堰施工前，着重针对上述工程地质问题又进行了详细的勘察研究，并提出了处理建议。

1 主要工程地质问题勘察研究

l.1细砂层的工程地质特征勘察研究

二期围堰堰基的细砂主要为葛洲坝水库新淤积细砂，部分为蓄水前沉积，二者特征与物理力学性质基本相同，呈灰或灰白色，松散均匀，具斜层理。由于细砂层在堰基下分布较广，工程地质性状较差，因此必须对细砂的分布、冲淤变化以及承载力、渗透稳定、动力稳定作细致的研究。

1.1.1分布范围及冲淤变化的研究

围堰范围内勘探网点间距为40～60m，通过勘探钻孔资料确定了砂卵石层顶面、基岩面等相对稳定的界面作为细砂的底界面。采用不同年份的实测水下地形线进行比较，可以判断河床的冲淤变化。再辅以钻孔和物探资料判断沉积物是细砂还是砂卵石层，编制细砂等厚线图。

围堰施工前，细砂层在上游围堰枯水河床厚度一般为5～10m，最厚16m，两岸漫滩一般厚0～5m，靠近中堡岛附近最厚为12m；下游围堰枯水河床细砂层厚8～17m，左岸漫滩3～15m，右岸漫滩0～15m，其冲淤变化与当年的来水量有明显的关系，来水量大时普遍以淤积为主，来水量小时，枯水河床及靠近枯水河床的两侧部分漫滩为冲刷区。图l为上游围堰施工前的细砂层等厚线图。

1.1.2工程地质特征研究

细砂由于结构松散，为研究细砂层的工程地质特性，勘察中特别着重要采取原状样土。为此在钻孔中采用取砂器、薄皮取样器；地表采用原位压样、方箱取样等方法采取原状样。经取样分析，二期围堰堰基内细砂平均粒径为0.177～0.233mm，级配均匀，不均匀系数为1.3 3.2，0.05mm以下的粉粒含量在2％～13％之间，属均匀的细砂。其比重在2.65～2.76之间，最大孔隙比为1.116 1.128，最小孔隙比为0.652 0.642。干容重为13.6～13.7kN/m3，湿容重为17.1～18.2kN/m3，含水量(24.0～33.5)％，相对密度Dr＝0.29 0.32，属稍密～中密状细砂。

表1 堰基细砂物理力学指标及渗透特征统计表

l.4 块球体

块球体指残留在河漫滩或保存在冲积层或全强风化带岩体内风化程度较轻的坚硬岩块。经漫滩地质测绘与钻孔勘察，堰基下的块球体的分布有三个层次：

(1)夹于原枯水河槽砂砾石层中下部的零星漂石，铅直向尺寸0.3m以上；

(2)广泛分布于两侧漫滩、零星分布于枯水河槽基岩面的残积块球体夹砂层，块球体一般l～3m，最大5～7m，叠置厚度一般2～6m，最厚8～10m。

(3)强风化带中下部的半坚硬一坚硬块体，自上而下含量增加，块体增大。

由于块球体坚硬，尺寸大，是制约防渗墙施工的关键因素，是二期围堰施工的主要难点之一。因此围堰防渗线路选择时，根据原地表测绘资料已尽可能地避开了残积块球体分布区。最终选定防渗线上残积块球体分布总长173m，占轴线长的15％。

强风化带中的块球体分布总长度达663m，占轴线长度的58％，因而防渗墙在此层中造孔施工难度很大。

2 处理建议

通过对上述主要工程地质问题的勘察研究，长委会三峡勘测研究院在1996年6月的技术报告中提出了二期围堰设计思路上的关键点和施工难点作为设计依据：

(1)由于细砂层分布广，河床深槽段较厚，物理力学性质指标低，不能满足堰基承载力要求，且二期围堰水深大、防渗墙高，建议清除或加固细砂层。

(2)二期围堰基础岩体大多为强透水岩体，基岩中可能存在有集中渗漏通道，二期围堰水头又高，为确保施工期安全，必须建立可靠的防渗体，防渗墙应嵌入弱风化带1m，墙下应普遍设置灌浆 帐幕以堵塞集中渗漏通道。

(3)河床基岩深槽，防渗墙造孔深度达75m左右，且在深槽左侧有70。左右的基岩陡坡，势必是施工难点、是控制工期的关键部位，必须作好施工机械的选型和组织设计，以在最短的时间内完成防渗体系。

(4)块球体岩质坚硬，分布广泛，钻进困难，也是施工难点，因此应研究有效的机器、措施与工艺，以保工期与质量。并加强防渗墙先导孔施工，以准确确定基岩面及弱风化顶面的位置，先导孔施工间距(6～10)m为宜。对基岩面变化复杂的河床深槽段，先导孔应进一步加密。

工程地质论文:浅谈工程地质三维建模与可视化

摘要：现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。本文分析了工程地质体三维建模与可视化研究的关键技术问题,并结合金沙江某水电工程坝址区的三维地质建模进行了初步开发和应用。

关键词：工程地质 三维建模与可视化 地质信息

1 前言

现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程施工与运行阶段，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达和解释如此庞大的资料，比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立工程地质体的三维模型，处理岩层界面与结构面组合关系，逼真反映地下主要地质结构全貌，将为工程地质工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律，提供一种崭新的研究手段和研究方法。

国外三维地质建模和可视化研究发展较快。加拿大阿波罗科技集团公司推出的三维建模与分析软件MicroLYNX，通过对离散点采样、钻探采样和探槽采样等空间数据的处理，产生剖面、块和面等模型，确定矿藏分布和等级变化并计算矿藏储量。加拿大Gemcom Software International Inc.公司开发的Gemcom软件通过钻孔、点、多边形等数据，利用实用的图形编辑和生成工具，显示钻孔孔位分布，运用不规则三角网建立表面和实体模型，运用多义线圈闭岩层和矿体边界进行储量和品位分析，提供了交互操作功能并允许用户根据自己的经验和专家知识勾画地质模型，实现任意剖面切割任意角度观察和实体与实体或实体与表面的交切与布尔运算等。国外软件主要是瞄准采矿工程，能够较好地满足采矿工程活动中的矿产资源勘探和评价、地下矿井和露天矿坑设计和规划、矿产资源管理和采矿生产管理等需求。美国Kinetix公司开发的3D Studio MAX，Alias/Wavefront公司开发的Maya和微软公司开发的Softimage等大众化的三维建模软件，在构建工业和建筑模型与动画制作方面有其独到之处，但交互查询的功能较弱，与工程勘测数据库结合并应用于工程地质三维建模方面还有较大距离。

张菊明等对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法[1,2]进行了较为深入的研究，为工程地质三维可视化软件的开发准备了数学基础，并借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示。国内的灵图VRMap地理信息系统软件有较强的地形模拟和地表地物的查询功能，但不是真三维的地质建模工具。北京东方泰坦科技有限公司开发TITAN三维建模软件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面数据，建立起三维空间复杂形状物体的真三维实体模型，但目前只是初步的三维建模与图形处理的引擎，在面向具体专业时，需要添加或扩充专业模块，比如工程地质专业模块等。

纵观国内外几种软件的研究与开发现状，它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础，提供了很宝贵的开发经验。但是，对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强，不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手，简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。

2 关键技术问题分析 2.1离散数据的插值与拟合

工程地质复杂地质体中的各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合，多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等，则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard 方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3]，平面弹性理论插值法[1,2]等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。

2.2 三维数据结构

工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面（和地表曲线、地下水位面等地质层面界线）和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础，这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，能够确保人机交互和查询的实现。

2.3 曲面求交

地质体中存在大量各种层面，当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面（层面）之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。

2.4 三维拓扑结构分析

从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。

2.5 可视化技术

工程地质复杂地质体可视化，是利用计算机技术将工程勘测获得的数据，转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。

3 工程地质三维可视化技术的初步开发与应用 3.1 研究框图 工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。

基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面, 工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。

3.2 初步开发与应用 3.2.1 工程勘测空间数据库管理 在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。

以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性（地层名称）、地层代码（地层年代）、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。

3.2.2 三维浏览 通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格（图3），进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察（图4）。

3.2.3 三维地质立体图 利用工程勘测数据，建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为：第四系崩坡堆积物，侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩，三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩，三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图，能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。

3.2.4 三维可视化查询 通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接，实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息，最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型，通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接，能够查询地层的岩性，地质年代，起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。

4 结论

(1) 运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库，存储和管理现场勘探实测和试验数据，建立工程地质体的三维模型，工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致，对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布，从而不断提高模型精度，并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足，从而及时修改勘察或研究工作方案，指导下一步勘探或研究工作的实施。

(2) 工程地质三维建模与可视化的深入研究，可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据，达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下，通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型，可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势，从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据，达到节约花费，为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。

(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体，存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息，完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系，工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。

工程地质论文:黄河大柳树水利枢纽主要工程地质问题及评价

摘要：本文对大柳树地震地质条件和工程地质条件进行了论述。大柳树坝址处于相对稳定地块，不存在工程抗断问题。坝址区岩体虽然完整性相对较差，但不存在“大范围的松动岩体”，具备安全修建高土石坝的地质条件。

关键词：活断层 工程抗断 松动岩体 灌浆效果 成洞条件 边坡稳定性 大柳树水利枢纽

大柳树水利枢纽位于黄河上游黑山峡出口以上2km处，设计坝型为混凝土面板堆石坝，最大坝高约164m，库容110亿m3，装机2000MW，是以优化水资源配置、灌溉、供水、发电以及防洪、防凌、南水北调西线工程调水调节等综合利用为目的的一座大型水利枢纽工程。

大柳树勘察设计工作始于20世纪50年代，多年来原水电部北京勘测设计院、西北勘测设计院、水利部天津勘测设计院等先后做过勘察工作。国家地震局、中国科协、地矿部、兰州大学等有关科研单位、大专院校对某些专门性地质问题做过研究。对大柳树水利枢纽主要地质问题一直存在较大争议，集中反映在建坝的地震地质条件和工程地质条件上，对是否存在工程抗断问题和“大范围松动岩体”认识不一致。

经过多年勘察论证，关于大柳树水利枢纽建坝的地质条件已基本查明，现就有关地质问题评价综述于后。

1 区域构造稳定性能

1.1 区域构造发育特征

本区地处青藏高原东北缘、祁连山地槽北侧的走廊过渡带东端。北部为比较稳定的大陆地台区，东部为鄂尔多斯西缘拗陷带，其形成和发展受到青藏高原隆起的动力学机制的制约。本区经历了多次构造运动，构造形迹发育。根据其力学属性、活动特征、成生联系和复合关系等，可分为东西向、陇西系和河西系3个构造带。

1.1.1 东西向构造带

东西向构造带，展布于北纬37°~38°之间，如卫宁北山，黑山－红山－红石沟峁一带，五佛川－大庙断层等。主要由近东西向展布的压性断裂和褶皱组成，构造形迹多呈舒缓波状展布。构造形迹形成于加里东期，一直活动到燕山运动早期。

1.1.2 陇西系旋扭构造带

陇西系旋扭构造带，对本区构造格局起着控制作用。该带形成于燕山运动晚期，主要由向北东方向凸出的弧形隆起带和拗陷带组成。区内主要发育有景泰－海原断裂带和中卫－同心断裂带。

（1）景泰一海原断裂带：景泰－海原断裂带以米家山、西华山与南华山隆起及西侧山前断裂为主体，总长度达400余km，带宽15～25 km。断裂规模大，且呈束状展布。沿断层走向可见到沟谷、水系、山脊等微地貌被左旋错断。该断裂带不仅有多次活动，且全新世以来还在强烈地活动。据国家地震局专题研究成果，该断裂带为壳内断裂。

（2）中卫－同心断裂带：展布于同心西和中卫南的天景山、香山北麓一线。全长约200km。以红谷梁为界，断裂带西段走向北西西至近东西向，北侧是以中新统为基底的山前台地及第四纪中卫盆地；南侧是古生界为主体的宽大山体。断裂带东段走向由北西西向逐渐转化为北北西向，东侧为新生代清水河断陷盆地，西侧是新生代地层组成的低山丘陵。据重力梯度测试，该断裂带下切深度不大，属基底断裂。

1.1.3 河西系构造带

河西系是本区新生代以来发展起来的构造形迹。其总体走向为NW320°～340°，略呈等距平行断续带状展布。控制着新生代槽地和谷地的发育，地貌上常形成冲沟。区内河西系构造带主要分布于粉石沟及其以东地段和小观音附近苦水沟及翠柳沟等地。

1.2 新构造运动

受青藏高原隆起影响，本区存在一系列向北东凸出的弧形断裂带，由南而北其弯曲弧度愈来愈大，下切深度逐渐减小。构造规模与活动速率，由南向北由强变弱。

大柳树坝址位于景泰—海原活动断裂带和中卫—同心、活动断裂带之间香山—天景山隆起的边缘，是一个相对稳定地区，尽管距中卫—同心活动断裂带较近，但坝址并不位于活断层上。

景泰—海原断裂带位于大柳树坝址以南60km处。断裂带规模大，活动性强。在该断裂带上近代地震活动频繁，1920年海原8.5级地震即发生在该带上。这次地震对大柳树坝址影响烈度为7度。

中卫—同心断裂带规模相对较小，活动性较弱。该断裂带在不同部位活动强度也不尽相同。总体来看，弧顶部位所在的中间段落要强于两端段落；以东大沟为界，东段活动强度要强于西段。

东段断裂南侧香山、天景山与北侧第四纪卫宁盆地高差达1100m，而西段断裂带两侧地形高差仅为700～800m。

从水系位移情况来看，东段经过断裂的冲沟普遍发生左旋位移，红谷梁至碱沟，各类冲沟左旋位移十分明显，且有许多断头沟和废弃沟出现。西段水系左旋位移不明显。

东段断裂北侧卫宁盆地第四系堆积物揭露最大厚度达298 m，而西段断裂北侧为腾格里沙漠南缘，第四系厚度很小，在沟谷内多见基岩出露。

1709年和1852年发生的2次6级以上强震震中集中于断裂东段，西段没有6级以上强震。1970～1985年西段断裂带上仅有1次2.0～4.9级小震活动，而东段，2.0～4.9级小震却有37次。1709年中卫南7.5级地震，东段见有明显的地震形变带，而西段地震形变带不明显。此次地震对大柳树坝址影响烈度为8度。

1.3 大柳树坝址不存在工程抗断问题

1.3.1 坝区主要断裂展布

大柳树坝址位于断层F7与F3之间，北至F7断层最近距离0.8km，南距F3断层约0.7km，坝址南侧约3.2km有F1断层展布。F201断层位干F7断层以北0.7 km处，距大柳树坝址最近距离为1.5km。

F7断层：沿香山北麓分布，西起麻雀湾，东至粉石沟，长约23km。产状NW70°～80°SE∠40°～70°，是一条压性逆断层。南盘为寒武系中统香山群第四亚群，局部地段为泥盆系，北盘为石炭系煤系地层。

F3断层：长约10km。断层走向NE65°～80°，近直立。东段在烟筒梁附近与F7断层归并，西段在在贼沟一带归并于F1断层，为F1和F7的分支断裂。北盘为中寒武系香山群第四亚群或泥盆系，南盘为石炭系煤系地层。

F1断层：位于坝址南侧，延伸长度31km。断层产状NE80°～NW300°SE（SW）∠51°～78°。断层总体表现为中寒武系香山群第四亚群，向北逆冲到石炭系或三叠系之上。

F201断层：西起麻雀湾，向东延伸至长流水沟口，全长约8km。断层走向NE75°～NW280°，倾向南东或南西，倾角50°～80°。不同出露位置，断层影响地层也不尽相同。在西端麻雀湾一带可见石炭系地层逆冲到第三系之上，东端长流水沟口石炭系地层则逆冲到第四系冲积砂砾石之上。

从断层规模来看F201断层明显小于其南侧的F7、F3、F1断层，无论从平面还是剖面上，与上述断层均无交切。

1.3.2 坝址区不存在活断层

坝址构造均受断层F7与F3控制，因此，坝址断层的活动性主要取决于断层F7与F3的活动性。

F7断层：该断层活动时期在中更新世及以前，晚更新世以来没有活动迹象，主要依据有：

（1）从地层学方面分析，F7断层上覆厚度不等的第四系冲洪积或坡积层，现场勘察证明，都没有被断层扰动的现象。通过黄河六级和七级阶地探槽剖面可见，阶地基座仍保持了黄河冲刷形成的平整侵蚀面；基座上堆积的中更新统冲积砾石层呈水平状，均保持了原始堆积形态；不存在断层活动产生的变形现象。因此，从地层学方面分析，F7断层至少在中更新世早期之后没有活动迹象。

（2）从微地貌特征分析，F7断层一般出现于山坡半腰，跨断层的地形面并无坡度突变现象。跨断层的洪积扇面、山坡面也没有受到断层活动的影响。在穿越F7断层的114条冲沟中，直穿断层而过的有94条，占83％，即冲沟穿越F7断层处没有明显的规律性的扭错现象。由此可见，F7断层属于老的构造线，未受到最新活动的影响。

（3）地层年代方面，利用断层泥中石英所作热释光年代测定，F7断层最晚一次活动时期是在距今约110万～115万年。

F3断层：冰沟内，在一级阶地上被2 m厚的冲洪积物覆盖。断层两侧阶地面连续完整，没有发现断层活动迹象。根据断层泥中石英热释光测定其最后活动距今为56万年，说明F3断层至少在中更新世以来没有再活动的表现。

F1断层：断层沿线没有明显的构造地貌，从冰沟内和马和井沟观察，石炭系地层挤压强烈，局部地段形成断层泥带，据断层泥中石英颗粒显微特征研究，该断层主要活动时期在上新世至中更新世时期。

通过地层学、地貌特征及测年资料分析，坝址附近的F7、F3及其以南的F1断层，其活动时期均在中更新世或以前，晚更新世以来无活动迹象。

1.3.3 F201断层活动不会引起大柳树坝址断层活动

根据国家地震局研究成果，中卫—同心断裂带中段活动性，具有明显的时空转换规律，即随着时间的推移，断裂带活动由南向北迁移，晚更新世以来，该断裂带的活动已迁移到F201断层及其以北地区。

F201断层：不同出露位置，断层影响地层也不尽相同。在西端麻雀湾一带可见石炭系地层逆冲到第三系之上，东端长流水沟口石炭系地层则逆冲到第四系冲积砂砾石之上。在孟家湾村东，由于第四系松散堆积物较厚，一般难以见到断层面。在地貌上表现为5～8 m高的断层崖，流经F201断层的水系大部分表现出左旋扭曲的特征。

探槽揭露F201断层在晚更新世以来有过5次古地震事件。5次古地震事件代表了5次较强烈活动，但均未引起更靠近坝址的F7、F3等断层活动。

从断层活动特征来看，F7、F3、F1断层表现为挤压逆冲特征，活动时期在中更新世以前，而F201断层则表现为左旋走滑兼逆冲特点，断层活动一直持续到全新世，这一点与上述断层明显不同。

F201断层无论从平面还是剖面上，与F1、F3、F7断层均无交切，两者无同生和共生联系。F201断层即使进一步活动也不可能引起F7及以南断层的活动。

综上所述，大柳树坝址处于景泰－海原和中卫—同心活动断裂带之间相对稳定地块上，枢纽区不存在活断层，F201断层的继续活动不会引起坝址断层的活动。因此，大柳树坝址不存在工程抗断问题，而仅是在地震基本烈度基础上的抗震问题。

1.4 地震基本烈度及地震动参数

根据国家地震局分析预报中心1991年研究成果，本区14世纪以来可划分为2个地震活动期，目前处在第二活动期起伏衰减阶段。根据地震活动时空分布特征，中卫—同心断裂带不处在本活动期强震发生的主体活动地带。50年超越概率为0.1时，其地震基本烈度为8度，相应的基岩峰值加速度为0.24g。

2001年2月由国家质量技术监督局、2001年8月1日实施的《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306—2001）。根据该图大柳树坝址与小观音坝址同处于地震动峰值加速度0.2g范围内，即相当于地震基本烈度8度。

2 建坝工程地质条件

2.1 基本地质条件

黄河由北北东向转为北东东向流经坝址，于右岸形成凸岸。坝址河谷呈“U”字型，两岸岸坡坡角33°～40°，略显不对称，地形相对高差约300m。

坝址位于F3与F7断层之间，两断层在坝址部位相距1.5 km。坝址区发育有大柳树倒转背斜。两岸基岩裸露，基岩地层主要为寒武系中统变质砂岸夹板岸或千枚状板岩。地层产状NE60°～80°SE∠30°～85°，左岸褶曲发育段倾向北西。岩体中断层、挤压带、节理、裂隙等构造形迹发育。两岸冲沟发育，谷坡中上部风化卸荷作用较强烈。

2.2 关于“大范围松动岩体”

大柳树坝址岩体完整性较差，但不存在“大范围深厚松动岩体”，主要依据有：

（1）坝址地应力场特征说明不存在“大范围松动岩体”、“构造应力释放殆尽”，自重应力大于水平应力，是所谓大范围松动岩体的地应力场特征。运用水压致裂方法进行的73段次地应力测量，测点高程为1097.1～1301 m。结果表明，大柳树坝址为挤压应力场，最大水平主应力一般为4～6MPa，最大13.56MPa，最大主应力方向呈NE17°；而最小水平主应力一般为2～4 MPa，大于自重应力。全区为构造应力场，不具备所谓大范围松动岩体的地应力场特征。

（2）岸坡存在通常工程地质上的卸荷、风化现象，而不是“大范围松动岩体”。大柳树坝址由于构造发育，加之冲沟切割，两岸岸坡卸荷、风化带厚度较大，卸荷带水平厚度左岸为0～40m，右岸为0～23.2m；强风化带厚度左岸为1.5～42m，右岸为6.6～42m。风化、卸荷带厚度主要受到岩体完整性和地形地貌等控制。贯穿右岸山体的346平硐长达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谓大范围松动岩体的中部。开挖情况表明：硐壁岩体挤压紧密，仅局部有与断层相配套的张开裂隙，分布于压性逆断层上盘或断层交汇带，为典型的构造张裂隙；除此之外，全硐不存在地震力或重力作用产生的张开结构面。并不存在某一高程（1 265 m）以上岩体普遍强烈松动。由上述资料可知，尽管本坝址卸荷带、风化带厚度较大，但岸坡卸荷带仅限于表部岩体，不存在“大范围深厚卸荷松动岩体”。

（3）岩体纵波速度反映了岩体的质量，并不能说存在“大范围松动岩体”波速值高低主要受岩性、构造发育程度及风化、卸荷等条件的制约。沿洞壁进行地震波测试，强、弱、微风化岩体纵波速度分别为1 100～2900，1 500～3500，2300～3 800m/s。随埋深增加，风化程度减弱，波速值逐渐增高，这也说明不存在“深厚松动岩体”。对穿测试共进行了8对，且均进行了CT剖面分析。除位于倒转背斜倒转翼、平硐埋深小的323～325、327～325m两对平硐之外，硐间岩体纵波速度小于2000m/s者约占20％，2000～2800m/s者约占49.6％，2800～3600m/s者占25.4％，岩体波速大于3600m/s者约占4％。坝址平硐硐径2m，其开挖松动圈厚达0.5～2.55m，说明平硐开挖人工爆破影响较大，硐壁围岩长期临空卸荷、裂隙张开，从而导致硐壁岩体波速较低。硐间岩体波速明显高于硐壁岩体波速，反映硐间岩体完整性较好。

（4）岩体渗透特性不均一，不存在岩体大范围松动的严重透水渗漏。据坝址两岸（高程1 250m以上）68个钻孔797段、总长度5255.54m压水试验资料统计，极微透水（小于1 Lu）和微透水（1～100Lu）段约占总试验段长的64％，中等透水（5～10Lu）和较严重透水（10～100 Lu）段占总试验段长的34％，而严重和极严重透水段仅占总试验段长的2％。即不存在“大范围松动岩体”的严重透水渗漏。总体来看，岩体透水性不均一，主要受岩性组合、岩体完整性控制。同时随埋深增加，风化程度减弱，透水率逐渐减小。

2.3 坝基工程地质

坝址河谷为斜向谷，基岩为浅变质的长石石英砂岩夹板岩或千枚状板岩，岩层倾向上游偏右岩，河床覆盖层5～11 m，无大断层分布，河谷下部岩体相对较完整。两岸地下水位略高于河水位，相对隔水层埋藏较深。

沿趾板线按岩体特征可分为三段，即左岸、河床和右岸。其中左岸由于处于褶曲转折端，卸荷深度较大，可研阶段设计开挖深度达40余m。本区岩体具有岩石强度高，但岩体完整性较差的特点。为了研究岩体可灌性，及采用固结灌浆以提高趾板建基高程、节省开挖工程量的可能性，在左岸趾板附近进行了一个区灌浆试验，灌浆段均处于卸荷带岩体中（均为可研阶段设计开挖线以上岩体）。灌前和灌后进行地震波对穿测试，波速值由灌前的平均1 670 m/s，灌后提高至3 210 m/s，提高率达92％；动弹模由灌前的（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。由此可见，坝址岩体灌浆效果明显，即在卸荷带岩体中通过灌浆处理也基本能够满足坝基加固和防渗的要求，存在将趾板基础抬高，优化设计的可能，拟在下阶段进行比较。

坝基岩体透水性较强，按透水率小于3 Lu的防渗标准考虑，防渗帷幕深度左岸为70～110m，右岸为40～150m，河床为86～105m。

2.4 成洞条件

右岸隧洞区构造形迹发育，洞室围岩以Ⅳ类和Ⅲ类岩体为主，岩体质量中等偏下。但岩石强度较高，全区处于挤压应力场，岩块间咬合较好，围岩变形影响范围有限。设计洞线方向与最大主应力交角较小。同时地下水水位低缓、水量少，施工期多数洞段处于地下水位以上，且岩体具有一定的自稳能力。综合比较，大柳树枢纽的地下洞室成洞条件优于已建的小浪底工程，目前设计根据不同岩性分别采取短台阶开挖、挂网喷锚、超前锚扦、钢支撑等综合措施，可以保证安全成洞。

2.5 边坡稳定性

坝址两岸自然岩坡坡角33°～40°。目前尚未发现影响边坡稳定连续性较好、规模较大、倾向坡外的破裂结构面，天然岸坡是稳定的，不具备产生大规模岸坡失稳的条件。

隧洞进出口工程边坡为永久性边坡，其特点是坡度高且分布范围大。发电洞、导流洞进口洞脸和表孔溢洪洞进口明渠右侧边坡为顺向坡，隧洞出口洞脸及表孔溢洪洞进口边坡为反向坡。由于岩体中破裂结构面发育，易形成不利组合，应尽量降低开挖边坡高度。目前设计已采取放缓开挖坡、喷锚、混凝土护坡、预应力锚索、打排水孔等综合工程措施，高边坡稳定是有保证的。

3 结 论

综上所述，大柳树坝址处于相对稳定地块，枢纽区不存在活断层，不存在工程抗断问题，地震基本烈度为8度。坝址区岩体虽然完整性相对较差，但不存在“大范围的松动岩体”。坝址主要地质问题已基本查明，具备安全修建高土石坝的地质条件。

工程地质论文:二期围堰工程地质勘察研究与建议

摘要：三峡工程二期围堰是三峡工程二期建设时期最关键的安全屏障，施工技术难度大，施工期短。为保证在一个枯水期完成一个土石方填筑总量达1032万m3，混凝土防渗墙面积近9万m 2的工程，自1972年起至1997年间，长江委三峡勘测研究院对二期围堰枯水河床基岩深槽问题、堰基细砂层振动液化与渗透稳定问题、堰基岩土渗透问题、堰基块球体分布及对防渗墙造孔的影响等问题进行了详细勘察与研究，并据此提出了二期围堰设计思路上的关键点和施工难点作为设计依据，保证了二期围堰工程的胜利建成。

关键词：二期围堰 工程地质 勘察研究

二期围堰是长江三峡工程重要的临时建筑物之一，由上游和下游两道围堰组成，分别位于三峡大坝轴线上游200～450m及坝轴线下游400～700m。两道围堰呈折线横跨长江布置，与已建成的混凝土纵向围堰在长江河道内围成二期基坑，在二期施工期间担负着保护基境内安全施工及下游城乡居民生命财产的安全。围堰运行期间上游库内蓄洪容积达20亿m3，万一失事，将造成工程及下游生命财产的重大损失，而且会严重推迟三峡工程的工期。它是三峡工程二期建设时期最关键的安全屏障。

二期围堰的施工技术难度大、施工期短。要想在一个枯水期完成土石方填筑总量达1032万m3，混凝土防渗墙面积近9万m2的二期上、下游围堰工程，首先必须对堰基工程地质条件作详细勘察与研究。

自1972年起，长江委三峡勘测研究院就开始对二期围堰基础工程地质条件进行勘察研究工作。到1992年提交初设报告。查明该处工程地质条件复杂，主要存在以下四个方面的工程地质问题：

(1)二期围堰最大挡水水头85m，水下填筑深度60m，堰基下存在着较厚的细砂层，其承载力小，稳定性差，易产生管涌破坏，不利于二期围堰堰体的稳定。

(2)河床深槽部位水深，基岩面形态复杂，特别是上游围堰河床深槽的左侧存在着60°～75°的基岩陡坡，给防渗墙的嵌岩施工带来了较大的困难。

(3)基岩内存在着透水较强的岩体，在高水头条件下可能引起集中渗漏，影响细砂层稳定，对堰体产生破坏作用。

(4)二期围堰施工期短，防渗线路长达2516m，堰体最大高度82.5m，堰基下有强度在130MPa以上的块球体分布，防渗墙必须通过此层，施工难度大。

1992年以后至围堰施工前，着重针对上述工程地质问题又进行了详细的勘察研究，并提出了处理建议。

1 主要工程地质问题勘察研究

l.1细砂层的工程地质特征勘察研究

二期围堰堰基的细砂主要为葛洲坝水库新淤积细砂，部分为蓄水前沉积，二者特征与物理力学性质基本相同，呈灰或灰白色，松散均匀，具斜层理。由于细砂层在堰基下分布较广，工程地质性状较差，因此必须对细砂的分布、冲淤变化以及承载力、渗透稳定、动力稳定作细致的研究。

1.1.1分布范围及冲淤变化的研究

围堰范围内勘探网点间距为40～60m，通过勘探钻孔资料确定了砂卵石层顶面、基岩面等相对稳定的界面作为细砂的底界面。采用不同年份的实测水下地形线进行比较，可以判断河床的冲淤变化。再辅以钻孔和物探资料判断沉积物是细砂还是砂卵石层，编制细砂等厚线图。

围堰施工前，细砂层在上游围堰枯水河床厚度一般为5～10m，最厚16m，两岸漫滩一般厚0～5m，靠近中堡岛附近最厚为12m；下游围堰枯水河床细砂层厚8～17m，左岸漫滩3～15m，右岸漫滩0～15m，其冲淤变化与当年的来水量有明显的关系，来水量大时普遍以淤积为主，来水量小时，枯水河床及靠近枯水河床的两侧部分漫滩为冲刷区。图l为上游围堰施工前的细砂层等厚线图。

1.1.2工程地质特征研究

细砂由于结构松散，为研究细砂层的工程地质特性，勘察中特别着重要采取原状样土。为此在钻孔中采用取砂器、薄皮取样器；地表采用原位压样、方箱取样等方法采取原状样。经取样分析，二期围堰堰基内细砂平均粒径为0.177～0.233mm，级配均匀，不均匀系数为1.3 3.2，0.05mm以下的粉粒含量在2％～13％之间，属均匀的细砂。其比重在2.65～2.76之间，最大孔隙比为1.116 1.128，最小孔隙比为0.652 0.642。干容重为13.6～13.7kN/m3，湿容重为17.1～18.2kN/m3，含水量(24.0～33.5)％，相对密度Dr＝0.29 0.32，属稍密～中密状细砂。

表1 堰基细砂物理力学指标及渗透特征统计表

l.4 块球体

块球体指残留在河漫滩或保存在冲积层或全强风化带岩体内风化程度较轻的坚硬岩块。经漫滩地质测绘与钻孔勘察，堰基下的块球体的分布有三个层次：

(1)夹于原枯水河槽砂砾石层中下部的零星漂石，铅直向尺寸0.3m以上；

(2)广泛分布于两侧漫滩、零星分布于枯水河槽基岩面的残积块球体夹砂层，块球体一般l～3m，最大5～7m，叠置厚度一般2～6m，最厚8～10m。

(3)强风化带中下部的半坚硬一坚硬块体，自上而下含量增加，块体增大。

由于块球体坚硬，尺寸大，是制约防渗墙施工的关键因素，是二期围堰施工的主要难点之一。因此围堰防渗线路选择时，根据原地表测绘资料已尽可能地避开了残积块球体分布区。最终选定防渗线上残积块球体分布总长173m，占轴线长的15％。

强风化带中的块球体分布总长度达663m，占轴线长度的58％，因而防渗墙在此层中造孔施工难度很大。

2 处理建议

通过对上述主要工程地质问题的勘察研究，长委会三峡勘测研究院在1996年6月的技术报告中提出了二期围堰设计思路上的关键点和施工难点作为设计依据：

(1)由于细砂层分布广，河床深槽段较厚，物理力学性质指标低，不能满足堰基承载力要求，且二期围堰水深大、防渗墙高，建议清除或加固细砂层。

(2)二期围堰基础岩体大多为强透水岩体，基岩中可能存在有集中渗漏通道，二期围堰水头又高，为确保施工期安全，必须建立可靠的防渗体，防渗墙应嵌入弱风化带1m，墙下应普遍设置灌浆 帐幕以堵塞集中渗漏通道。

(3)河床基岩深槽，防渗墙造孔深度达75m左右，且在深槽左侧有70。左右的基岩陡坡，势必是施工难点、是控制工期的关键部位，必须作好施工机械的选型和组织设计，以在最短的时间内完成防渗体系。

(4)块球体岩质坚硬，分布广泛，钻进困难，也是施工难点，因此应研究有效的机器、措施与工艺，以保工期与质量。并加强防渗墙先导孔施工，以准确确定基岩面及弱风化顶面的位置，先导孔施工间距(6～10)m为宜。对基岩面变化复杂的河床深槽段，先导孔应进一步加密。

工程地质论文:关于《堤防工程地质勘察规程》中若干问题的探讨

摘要：我国江河发育，堤防众多。“98”特大洪水使堤防工程暴露出了许多问题，汛后建设迫在眉睫，为使灾后重建能达到技术先进、经济合理和安全适用的要求，建设部颁布了《堤防工程设计规范》，其对工程地质勘察的要求仍沿用现行的国家标准《堤防工程地质勘察规程》。我们在学习、理解和应用这个规程的过程中，发现存在一些概念混淆和操作不便的问题，本文公开我们的观点，与大家讨论，也为规程规范的修订提供参考意见，使之更为完善。

关键词：规程 规范 堤防 工程地质 地质体 防渗

1998年的特大洪水，江堤全线告急，到处险象环生，抗洪抢险消耗的人力、物力、财力都是空前巨大的。堤防工程暴露出了许多问题，急待实施加固，中央对此十分重视，专项资金迅速到位。为使新一轮水利防洪工程建设更科学化和规范化，建设部于1998年10月8日以建标〔1998〕185号文了国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》，编号为GB50286-98，自1998年10月15日起施行)。该《规范》是一部统一堤防设计标准和技术要求，保证堤防建设技术先进、经济合理、安全适用的技术法规，具有强制性。《规范》对堤防工程地质勘察没有过多的阐述，仅在第3.4条（工程地质）中规定：3级以上的堤防工程设计的工程地质及筑堤材料资料，应符合国家现行标准《堤防工程地质勘察规程》（以下简称《规程》，编号为SL/T188.96，水利行业标准，1997年2月，1997年5月1日起实施）的规定。显然，堤防工程地质勘察按《规范》要求，应该认真执行现行的行业标准《规程》，这时《规程》也就相当于一个强制性的国家标准，或者说《规程》是《规范》的一个补充。

规程规范是一个行业对其工作内容、工作方法和工作程序的多年丰富经验之归纳与总结，是工程勘测设计质量控制的标准，是行业主管单位进行工程审查的依据，可以说是行业管理的根本大法。

笔者最近连续参加了几个重要的一级堤防工程勘测设计报告的审查，感到《规范》和《规程》在实施过程中存在一些值得商榷的问题(可实施性、可操作性、概念性以及对地质环境的影响等)，经与部分勘测设计单位一些经验丰富的地质师交换意见，大家亦有同感。现将我们的一些粗浅认识公布于众，抛砖引玉，希望引起更多的地质专家来分析讨论这些问题，以便于更好地理解《规范》和《规程》，应用《规范》和《规程》来指导我们的工程地质工作，也有利于今后对《规范》和《规程》的修订。

1 关于地质体与水工建筑物的概念问题

众所周知，工程地质勘察的任务是为工程建设提供地质资料，查明工程地质条件，分析、研究、界定和明确工程地质问题，并提出工程处理措施的建议。强调的是为工程建设服务，定位于工程设计和工程施工等专业的基础性配合性专业。很明显，工程地质勘察的对象是建筑物的天然地基(注意将“地基”与“基础”区别开来)，即地质体。至于人工填土地基将另当别论。

就已建堤防工程的工程地质勘察而言，主要是指对大堤地基(堤基)的勘察。洪水期间众多江堤出险实例表明，堤身与堤基均有险情发生。堤基的主要工程地质问题是渗透变形、崩岸、沉降、堤基滑移等；堤身的险情主要为滑坡、散浸、清水管涌、夹层渗漏、堤身单薄等。这里，我们有意识地将堤身险情与堤基问题分开，目的在于澄清地质体与水工建筑物的基本概念和它们之间的根本区别。

工程师们对地质体与水工建筑物的区别是再清楚不过的了，我们在这里议概念问题是小题大作了吗？未必!《规程》对此就是概念模糊的。在《规程》中多处提及已建堤防加固工程对堤身和堤基的勘察，或将堤身与堤基的勘察相提并论，要求查明……，显然已经将本来是水工建筑物的堤身当成堤基这样的地质体去实施“勘察”，混淆了天然地质体与人类工程活动产生的建筑物这两者之间的概念，能说是小题大作吗?

由于《规程》中的概念模糊或者概念不明确，以至于在工程实践中，产生了诸如将堤身的工程隐患当成工程地质问题，将堤身土体当成地质体去“查明”工程地质条件等等工程笑话，此类问题在我们审查过的堤防工程地质勘察报告中比比皆是，不得不撰此拙文与同仁讨论。

我们说堤基是地质体，在此地质体上修建工程建筑物，需对此地质体实施工程地质勘察，以查明工程地质条件，研究工程地质问题，并根据工程建筑物的任务和特性对地质缺陷提出处理措施的地质建议，这是地质师的职责和任务。地质师利用有限的地质勘探手段(钻探、坑槽探、物探等)，根据区域地质环境，应用形成地质体的基本理论(地层时代、沉积韵律、地质构造、岩性对比、岩相规律等等)，辅以岩土体的物理力学试验，特别是结合地质师丰富的实践经验去分析、判断、推论和论证，最后完成查明工程地质条件的任务，这是地质师完全可以做到的。

然而，对于已建堤防工程的堤身就完全不一样了。诚然，防洪大堤一般为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“线状”水工建筑物，它的工程隐患具有随机分布特性，例如填筑土料的质量，勘察中发现堤身土中有透水性强的砂性土呈鸡窝状、局部层状或条带状、小范围透镜状等多种状态分布；填筑土的紧密程度也具随机性；而堤身中发现的施工杂物和生物洞穴的分布，其随机性更大。显然，此类随机分布的工程隐患问题，用常规的地质勘探手段来查明这些隐患就显得有些力不从心。

堤身的“勘察”之所以显得如此复杂，其原因就在于土堤是人类工程活动把扰动后的土填筑起来的产物，它的结构和质量人为因素较大，成因不受自然规律制约，不同堤段的填筑情况可能相差很大，加上后期生物活动的破坏，更无规律可循，即使对它进行“勘探”，也只能是对某一点的认识，不能结合地质师的任何经验，更不能应用地质基本理论，其认识不可能上升到宏观这一层次。因此，对堤身进行工程地质“勘察”的提法就值得商榷。既然土堤是水工建筑物，对它的工程隐患进行检测或调查，则更为名正言顺无可非议。准确地界定问题的性质，有利于对症下药，事半功倍。至于土堤的检测或调查，要借用地质师的一些可行的“勘探”手段和“勘探”方法，或者将此项工作交予地质师来完成，地质师也是乐意的，但不要用“查明”这种对地质体的要求来明确任务，可以考虑用“分析、了解、判别、提出”等词语对隐患问题作出评价，或许更为合适。

2 关于已建堤防加固工程的勘察阶段问题

我们知道，就水利工程(多指枢纽、供水、灌溉等大型工程)而言，有其较为严格的勘测设计阶段划分。对于堤防工程，《规程》将新建堤防和已建堤防加固的勘察阶段分开，这是符合客观实际的。《规程》第1.0.5条规定：新建堤防的工程地质勘察可分为规划、可行性研究、初步设计和施工图四个阶段。已建堤防加固工程地质勘察可分为可行性研究和初步设计两个阶段。必要时还可进行施工地质工作。地质条件简单或勘察目的单一的堤防工程，经勘察设计主管或审批单位同意，勘察阶段可适当简化。而在本条的条文说明中，对地质条件作了简单、中等和复杂三个等级的界定。对照堤防工程出险需加固的工程实例，地质条件都是中等或复杂级别，都达不到简化勘察阶段的条件。然而，《规程》另外声明：堤防工程地质勘察阶段的划分，原则上应和堤防设计阶段的划分相适应。……有时多采取一次性进场勘察完毕。……在某些具体条件下，也可以将勘察阶段简化，甚至不划分勘察阶段。这又是十分可取的原则。

堤防工程是线状工程，勘察工作拉开的战线较长，勘探队伍进场一次，转战南北实属不易，特别对于已建堤防加固工程，由于不存在线路比较、重大方案调整等地质条件占有一定份量的多阶段循序渐进的勘察过程，一次进场勘察完毕就有其自身的客观合理性。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚，即重点查明出险堤段堤基的工程地质条件，分析界定发生堤基险情的主要工程地质问题，提出工程处理措施的建议。此外，堤基的工程地质条件一般说来较为简单，多为二元结构或多层结构的第四系土体；堤基的工程地质问题也相对明确，主要为渗透变形，受河势控制岸坡迎流顶冲产生崩岸等。这些地质特性都给一次进场勘察完毕创造了较为可取的有利条件。在实际工作中，需要领会和理解《规程》的大原则，根据具体情况，一切从实际出发，必要时可以考虑简化勘察阶段，缩短勘测周期，降低勘测费用，达到勘测队伍孜孜以求的目标。

需要注意的是，勘察阶段简化后设计阶段并没有简化，一些需要专业协调方面的问题，还要认真研究解决。此外，一次进场勘察完毕之后，所提交的地质资料一定要能够满足工程概算的精度要求，否则将事倍功半，弄巧成拙。这就要求勘测工作的深度要达到加固工程初设阶段其它专业的需要。千万不要屈解成简化了勘察阶段也降低了深度要求。

3 关于已建堤防加固工程的勘察深度问题

关于已建堤防加固工程的地质勘察深度，《规程》中有明确规定，但在工程审查过程中发现，部分规定可操作性较差，现分述如下。

(1)《规程》4.2.7中对已建堤防加固工程地质测绘提到“纵剖面一般沿堤顶布置，必要时应在堤内外加布纵剖面。横剖面的间距根据拟加固堤段长度及问题而在50～200m的范围选定。沙基管涌段、溃口段、扒口分洪段、较大渊、潭、塘段，崩岸坍塌段、堤基滑移变形段和天然沟口段应增加地质剖面。《规程》4.4.3中详细规定了加固堤防工程的钻孔位置。笔者最近参加了湖北省洪湖、监利长江干堤整治加固初步设计报告审查会，了解到整个洪湖、监利长江干堤225.88km几乎全线出险，其中由于堤基出险的超过90km，按《规程》要求，仅此90km出险段就至少应布置450个横剖面，其中外滩宽度大于500m，距长江河床最低位置大于700m而出险的堤段有48km长，故至少要打钻孔2310孔，这仅仅是对堤基出险段而言，再加上堤身出险段应打钻孔数量，总数实在惊人。事实上，在重要险工险段区，如果地质条件复杂，200m一个横剖面也根本控制不住，仍然达不到查明工程地质条件的目的，因此《规程》规定的横剖面间距最密可达50m，在我们审查过的堤防工程中没有一个勘测单位达到了这一勘探精度。

(2)《规程》4.2.7进一步规定，横剖面的长度在软土区应达到内外反压平台以远50～100m；在粉土、砂土区，砂卵石强透水段，应达到堤内外附近河（湖、海）床最低位置。这里“反压平台以远50～100m”基本可行，而“附近河床最低位置”这一规定在滩地较宽的情况下几乎不可行。例如有的滩地可达1000m以上，长江江面宽者为数千米，“最低位置”可能在江心或靠近江对岸，横剖面可能将长达3-5km，而且江河的最低位置还需做大量的水下测量工作才能确定，这实施起来可能吗！所以《规程》中的规定就值得研究。

(3)《规程》4.4.4中规定，当遇砂、卵石等强透水层时，钻孔宜深入相对隔水层内3～5m”。整个洪湖、监利长江干堤主要以表层较薄的相对弱透水层的二元结构地基为主，106km堤线上的钻孔深度均要大于30m，是否有这个必要？而真正需要的是控制住二元结构的上层土体的厚度与性状，下部砂性土的渗透特性，以便进行渗控验算，至于砂性土在某一深度以下也就没有追根究底的必要了。

4 关于堤基垂直防渗问题

关于堤基防渗问题，最近参加的工程审查中发现，许多工程都做了沿线大范围的垂直防渗设计，我们对此有些异议。《规程》和《规范》中对砂性土堤基的处理方法很多，提到了减压、防渗、截渗、防冲、振冲加密等处理措施，这些方法也都是多年工程经验的总结。但是对浅层透水堤基和深厚透水堤基普遍采用截渗墙和截渗槽进行垂直截渗的效果和对环境的影响却应该引起人们的重视。对于浅层透水堤基常要求截断渗体底部达到相对不透水层，这样似乎就可以截断江(河)水向堤内的渗漏通道，但由于堤线不同于一般挡水建筑物(如大坝)，其特点是呈线状沿江(河)布置，地表水与地下水的补排关系密切，如果截断了水体的天然联系通道，从长远来看，必然会破坏自然地质环境，引起环境地质问题：原区域内的水文地质条件发生了根本性的改变，地下水的天然渗流场被破坏，仅仅是为了汛期截住江(河)水不向堤内渗漏，而在非汛期，堤内的地下水无法排出堤外，引起内涝将成为必然。而对于深厚透水堤基，由于只能做悬挂式帷幕，参考长江委对荆江大堤用悬挂式防渗墙典型断面的防渗效果分析结果：堤身出逸点高程与不作防渗墙基本相同，堤基后100m内垂直比降降低了1.0～10.3%，水平比降降低了11.1%，这说明设置防渗墙对削减堤后基础浅部渗透压力，保证堤基、堤身安全起到了一定的作用，但效果并不明显，造价也很高。鉴于此，在最近的一些堤防工程审查中，我们一般不同意垂直防渗方案。

关于堤基垂直防渗问题，大家可以讨论，我们这里也仅是一家之说。我们认为应该掌握的原则是：一般情况下不宜提倡垂直防渗，在特殊堤段可以考虑，但应对由此而产生的环境地质问题进行研究，采取相应的工程措施。

5 关于堤身隐患的工程处理问题

堤身是水工建筑物，不是地质体，这一点是毫无疑问的。前面已经阐明了对堤身不宜用工程地质勘察这一提法，但是地质师确实能够通过调查以及一些地质勘探手段检测出堤身存在的隐患问题。应该说，对堤身进行检测是地质师的业务拓展，进一步展示了地质师的工程才能。另一方面，尽管我们这里强调堤身不是地质体，但构筑它的主要材料则是地质师十分熟悉的“土料”，土料的工程特性，地质师可以通过各种“勘探”手段或“试验”方法予以“查明”。更进一步地说，堤身隐患的工程处理措施，地质师有充分的发言权。

鉴于堤身各类隐患分布的随机性，完全予以“查明”后才对症下药，采取相应的工程处理措施，显然难度太大，也没有必要。工程上最为明智的办法是“包”，有点包治百病的味道，即采用一种技术成熟、造价低廉、易于施工，且适用于多种堤身隐患的工程措施，这就是在堤防加固工程中广泛采用的“锥探灌浆”工艺。这一工程措施可以对堤身散浸、裂缝、生物洞穴、局部鸡窝状夹层状条带状透镜状分布的透水较性强的砂性土、堤身填筑质量差等隐患实施“全面补强”。因此，在已建堤防加固工程审查中，我们一般都建议对类似隐患的堤身实施大范围锥探灌浆。

许多对堤防工程有丰富经验的一线的工程师和地方领导，认为对堤身采取全线锥探灌浆进行加固是非常必要的，平时每隔几年也要普遍搞一次，因为生物洞穴具有再生性。我们则认为，尽管锥探灌浆不是解决堤身隐患的最合理措施，但却是较为可行、可靠、可取、最包得住、最易让人接受的措施。它较好地解决了随机分布不易检测到的堤身隐患等问题，符合充分利用工程措施去弥补因获取隐患信息困难而遗留问题的工程原则，是十分可取的。

关于堤身的其它工程隐患的处理，本文暂不讨论。

6 结语与建议

98特大洪水给堤防工程敲响了警钟，也给地质师们带来了新的机遇。做好堤防工程地质勘察，是地质师的应尽职责。

关于已建堤防加固工程的工程地质勘察阶段和深度问题，我们认为应以客观、务实、科学的态度来对待。勘察阶段可以根据具体情况考虑简化，以工程地质条件是否清楚，工程地质问题是否明确，工程概算能否控制得住为基本原则。所提供的地质资料应满足其他相关专业的要求。具体来说，应首先结合历史出险情况，特别是98特大洪水的真实考验，重点加强险工险段堤基的工程地质勘察，对堤防工程历史出险情况进行调查，确定出险位置，先针对片状和面状出险部位，然后针对线状出险部位，最后针对点状出险部位。要认真分析出险原因，不应全面撒网，没有必要对运行正常的堤段过多地实施地质勘探。对重点出险的堤段，可适当增加钻孔，加密横剖面。总之，一切以因地制宜，查明问题为主，切不可盲目化、教条化。

关于堤基垂直防渗问题，笔者认为无论是从地质环境的角度，还是从其本身的防渗效果与工程造价相比较来看，都并不理想，可以考虑诸如水平铺盖、减压井、排水沟等其他工程处理措施。

关于堤身加固，由于堤身的隐患不易查清，随机性很大，目前只有采取“包”的办法，而锥探灌浆正是一种成本低廉，施工方便，技术成熟的工程处理措施，对需进行加固的堤防工程，采取全线锥探灌浆是较为可行和可取的。

作为一个国家或行业的规程规范，它一旦颁布实施，就必需严格遵照执行，以体现其法规性和严肃性。行业主管部门以它作为工程审查的依据，而勘测设计单位则以它作为开展勘测工作和编写报告的准则。规程规范对审查单位和被审查单位的约束是双向的，也是平等的。但如果规程规范脱离了实际，可操作性较差，勘测单位在实施过程中难度较大，则应该考虑修订。

工程地质论文:除险加固工程地质勘察的一般性原则

摘要：据统计资料，我国有数万座病险水库。对这些病险水库实施除险加固，将是今后数年水利工程建设的又一个重点。水利工程除险加固的工程地质勘察没有现成的规范可循，其地质勘探工作的布置依据是什么？工程地质工作的原则究竟如何把握？生产第一线的同志们不断地提出这样的问题，一直也没有权威性的解答。这里笔者希望借学术交流的舞台与同仁们讨论，或许有些启发。

关键词：除险加固 地质勘察 原则

1 存在的问题

现行的水利水电工程地质勘察规程规范基本上是针对新建工程而编制的，倒是堤防工程地质勘察规程还对已建堤防工程的地质勘察工作有所界定。这也许与没有大张其鼓地实施除险加固工程有关。虽然某些典型病险工程从一开始运行就被珍断为“有病”，甚至数十年来一直就没有停止过除险加固，但却一直没有被治好过，为什么？道理似乎也太简单了，一是没有找到病因，二是没有钱或不愿花钱去治病，三是……大家捉摸去吧，这里也不好意思全部写出来了。

近几年来，病险水库工程的除险加固在建设程序上已经比较正规化、程序化，规模较大的工程一般要通过总院审查，但一次性审查过关的工程并不多，可见此类工程看似难度不大，却存在着一些理解上的差异。勘测设计单位的理解与审查单位的要求有一定出入，使得除险加固工程的前期工作出现了一些反复，走了弯路。我们在工程审查过程中体会到一些带有普遍性的问题，因此也有必要提出来与大家讨论。

就勘测单位而言，根据自己对所承担的除险加固工程的理解去做地质工作，无可非议；根据设计师的要求去做地质工作，似乎也说不出个所以然，地质是设计的辅助配合性专业，这一点我们还是有自知之明的；根据委托方的任务要求开展地质勘探工作，就不好说了；最具有说服力的是根据除险加固工程的安全鉴定报告的评价意见去做地质工作，名正言顺。对于审查人员来说，按什么标准和原则来把握？这恐怕就有些学问了。

归纳以上存在的问题不难看出，勘测工作和审查工作中都存在着一定的人为因素，把握尺度有一定的揉性。例如根据自己的理解去做地质勘察工作，显然不同的人对同一问题的理解会有一定的差异，从而导致工程勘测工作的差异；虽然按设计师的要求去做地质工作也是符合一些勘测设计单位的管理程序的，但对于极赋创造性的地质工作来说，是否未免太过于呆板死心眼了？审查人员的把握尺度，其人为因素就更多一些，因为没有了规范标准，也就没有了机械性的硬指标，几乎完全取决于审查者自身的业务素质和职业素质。

2 问题讨论

以上若干问题很难有一个唯一的或权威性的定论，因此也就给思考者们留出了讨论空间。通过讨论，也许会有些启发。笔者先在此暴露一些个人体会，仅供讨论参考。

顾名思义，病险工程首先有病后才有险，然后才引出除险加固。是否有病有险，工程安全鉴定报告最具有法律上的权威性（是否具有符合工程实际的权威性?本文回避）。因此笔者基本同意按照工程安全鉴定报告中的评价意见去考虑工程地质勘察工作，这是开展工程地质工作的基本依据和原则。这里存在的问题是某些安全鉴定报告中对某些问题的界定有些含糊，造成了理解误差。

例如，安全鉴定意见指出坝基存在渗漏问题，但并没有指出渗漏问题的性质，这就让做具体工作的同志在技术把握上存在一定的疑惑性。这时，我们需要的是首先根据坝基地质条件，分析清楚渗漏的性质，进而决定开展工作的原则。从大坝安全角度只需回答存在渗透稳定问题或不存在渗透稳定问题，前者需要进行工程处理，后者不需要进行工程处理；如果从控制渗漏量的角度考虑，为了达到减渗的目的，即是不存在深透稳定问题，也可能仍然会考虑适当的防渗工程措施。这里的关键是对渗漏问题的定性，如果定性存在困难，针对性地布置勘探工作将是必要的。

当工程安全鉴定报告中没有提及到某些建筑物地基存在病险问题，工程地质工作还需要考虑吗？回答应该是中性的，需视具体情况而定。例如坝基不存在病险问题，可以分两种情况区别对待。一种情况是大坝没有加高任务，或即是需要加高大坝但坝基工程地质条件能够通过分析前人留下的地质资料作出肯定性结论，这时不必进行坝基地质勘探；第二种情况是需要加高大坝且前人留下的地质资料不足以作出满足大坝加高的工程地质评价，则需要补充进行坝基地质勘探。

对于早期地质资料与现行评价标准有出入的，有可能需要考虑一些复核性地质勘探，以便有利于对前人留下的地质资料加深分析与理解。

需要讨论的还有一个值得思考的问题：必须用勘探资料说话，或先有勘探后才有地质分析，在某些情况下这可能是地质工作的一个误区。笔者比较强调先有地质分析判断，再行勘探验证，或进一步通过勘探资料修正先期的分析认识。这相当于我们在开展一个新工程的地质工作时，要尽可能地收集和分析已有的工程区地质资料，再根据分析结果结合工程需要布置勘探工作。反过来，在没有任何分析认识的基础上一开始就布置地质勘探，就可能会走弯路。传统的以勘探工作量来衡量勘测设计深度的原则，不是工程地质工作的正确选择，也不能体现出极具创新潜力的工程地质工作的水平！

3 工程地质工作的原则

通过以上讨论，我们可以概括地归纳出除险加固工程地质勘察工作的一般性原则。

3.1 工程地质勘察工作的依据和范围

除险加固工程地质勘察工作的依据是工程安全鉴定报告中与地质有关的评价意见，此报告中没有提及到的建筑物地基的地质问题，说明没有问题或不是问题，不必自作多情地去布置地质勘探工作，即不必面面俱到象勘测一个新建工程一样将所有枢纽区工程地质条件勘察论证一遍。

3.2 工程地质勘察工作的基本原则

以查明与地质条件有关的险工、险段和险情部位的出险原因，这是除险加固工程勘察工作的基本原则，其余没有出险的部位不必进行勘察，除非委托方另有要求。此原则就相当于医生面对一个腿关节疼痛的病人，用不着给人家做胸部CT和谓镜检查，除非病人要求作全面体检，否则就有 “敲诈”之嫌！对于病险工程的全面体检，那是安全鉴定的任务，不是加固工程地质勘察的职责！这个原则一定要分清楚，否则费力不讨好。

某些工程还有大坝加高任务，是在原大坝上增加了新的荷载，坝基受力条件有所变化，这时必须进行坝基工程地质评价，作出坝基地质体是否能够满足大坝加高要求的地质结论，这一点在实际工作中往往容易被忽略，因为工程安全鉴定报告并不一定对此提出要求。

某些特殊工程的大坝加高，还需对坝基地质体进行科学研究，以便得出具有足够说服力的结论。例如，南水北调中线水源工程～丹江口大坝加高工程，虽然在该大坝兴建时坝基就已经按照今后最终坝高要求进行了工程处理，但仍然不能简单地认为加高是可行的。因为原大坝已经建成运行了三十多年，坝基地质体受力变形已经达到了协调平衡，加高大坝后，坝基必需接受新增加的大坝荷载、水荷载和其它荷载，坝基地质体必然要打破原来的平衡并进行新的应力应变调整，以达到新的受力平衡。显然，研究新的平衡条件下地质体的工作状态及其对上部结构的影响，渗流场的改变等，也许是有必要的。

3.3 加强工程地质分析工作

工程地质勘察成果的优劣，主要体现在工程地质的分析水平。某些地质报告，只有地质条件的一般性描述，勘探资料的汇积堆砌，工程地质的肤浅评价，而没有地质师的认真分析、逻辑推理和基本判断，缺乏针对工程建筑物特性的工程地质评价，少有地质预测，甚至遗漏基本结论。

工程地质学发展到今天仍然不能在工程实践中体现出她的精髓与魅力，这是我们不得不承认的专业遗憾。话又说回来，这种现象显然不能单纯地去责怪在艰难环境下辛勤工作的地质师，深层次的原因也许并不在于地质师的责任心、素质、经验、能力和水平，或许属于深奥的哲学问题。笔者在此只好用一句不疼不痒的空话来勉励这个似乎陷于困境的尴尬专业：加强工程地质分析工作。

4 关于坝体检测

除险加固工程的勘测设计工作，往往包括对当地材料坝坝体某些部位的检测任务(有人将此项工作当成工程地质勘察，这是概念性的低级错误)。由于坝体是人类修建的水工建筑物，并不是天然地质体，完全不能沿用地质基本理论去作违反客观实际的“地质勘察”，但是却可以充分借用地质师的常规性或特殊性手段和方法，通过钻孔探测和取样试验，结合物探手段，研究大坝设计和施工资料，对坝体质量作出基本评价，这是地质师的本事，其他专业的技术人员是无能为力的。

此项工作我们需要注意的是，充分估计到坝体质量缺陷的随机性、生物洞穴的再生性和检测手段的局限性，千万不要进行地质意义上的推理与判断，对于大坝的加高、陪厚、防渗和排水等工程处理措施的建议要留有余地。

5 遗留问题

本文所论的一般性原则，遗留了一些非一般性问题。例如，工程安全鉴定报告中没有提及到的与地质有关的又是地质师可能质疑的问题，或者已经存在但有可能被安全鉴定本身所遗漏的地质问题，或者不属于安全鉴定范围内的地质问题（如库区地质环境的改变、工程区潜在的地质灾害、加固工程完建后水库运行水位的抬高可能引起的一系列问题等），等等。

遗留问题是客观存在的。按本文的观点：除险加固工程地质勘察的依据是工程安全鉴定报告，而遗留问题在此报告中可能都不会出现，因此，工程地质勘察工作就没有合法的工作依据。

遗留问题要不要开展工作？回答仍然是中性的。因为有可能是领导说了算，也有可能是老板说了算，当然也有可能在遵重科学的原则下专业技术人员有一定的发言权。笔者建议，当遗留问题的确存在时，地质师可以从工程地质专业的角度将问题提出来，表明自己的观点，为领导和老板决策提供依据。

工程地质论文:堤防工程地质勘察中的若干问题

摘要：【摘要】在近年来较大范围的堤防工程地质勘察工作中，一些共性的问题不断地引起了同行们的关注，很有必要深入探讨下去。例如在执行《堤防工程地质勘察规程》时，怎样理解原则性与灵活性的准确把握，如何处理规程中明显与工程实际不相符合的条款规定；堤防险情与隐患的分类；堤基工程地质分段分类方法；堤防勘察资料的整理等等，我们都进行了一些粗浅讨论。关于堤防工程地质分段分类的问题，一直是各勘测单位颇感难以照顾周全的焦点，我们提出的分类法但愿对此有所帮助，并希望有助于堤防工程勘测设计工作的进一步深化。关键词：

关键词：堤防 工程地质 勘察 规程 规范 隐患 险情 分类

堤防工程建设的基础是设计，而设计的依据是地质，这是工程建设的常识性问题，不会有什么质疑。然而在实际工作中却往往并非如此。问题主要出在人们对堤防工程地质勘察工作的片面理解或被一些假象所迷惑，走了两个极端。一个极端是过高地要求地质勘察能在“查明”工程地质条件的同时，“准确”地提供设计需要的地质图件和堤基岩土体物理力学参数，一旦在有限的勘探控制工作量之内不能完全同时达到“查明”和“准确”的要求时，就立即降低了对地质勘察工作的认可和重视程度；另一个极端是我们的祖先在数百年乃至上千年来与洪水搏斗的岁月里修建的大量堤防工程，却从来没有进行过任何地质勘察工作，许多堤防工程至今也是安全的。这两个极端，不同程度地影响着堤防工程地质勘察工作的有序开展，在大规模的堤防工程建设中，难免存在这样那样的问题。为使堤防工程地质勘察工作能够科学、客观、完整、系统地为设计提供可靠的地质资料，我们有责任将近年来堤防工程地质勘察工作中出现的若干问题展示出来，供同行们讨论参考。

1 堤防工程地质勘察的过去与现状

我国已建江河堤防工程总长20余万公里，98特大洪水后尚有大量堤防工程正在规划建设中。许多已建堤防工程过去基本上没有进行过真正工程意义上的工程地质勘察，更谈不上各大江河湖海堤防工程系统化规范性的地质资料的汇编与分析整理工作。正因为如此，许多堤防工程在98特大洪水期间险象环生，出险堤段堤基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析，为确保万无一失，只能按最坏情况进行抢险，其人力物力的巨大付出实在是不得已而为之；洪水期间上至中央下到地方的各级领导以及全国人民的精神紧张程度和精力耗费更是无法用实物价值去衡量。如此被动局面，一方面是大自然教训人类的生动一课，另一方面则是祖先给我们留下的世纪难题。

建国以来，随着大规模工程建设的需要，工程地质专业从无到有，日益发展壮大，成为国家工程建设不可缺少的重要基础性专业。工程地质勘察的法规性准则也逐渐成熟与完善，与工程地质相关的规程规范相继出台，并结合工程实践的反馈信息进行修订修编。水利部1997年2月了行业标准《堤防工程地质勘察规程》（以下简称《规程》，编号SL/T188,同年5月1日起实施），这是我国堤防工程地质勘察的第一部法规性行业标准。而国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》，编号为GB50286-98，自1998年10月15日起施行)则是98特大洪水之后出台的。特大洪水前后出台的这两部法定标准或许是历史的巧合，也许是历史的必然。巧合与必然都说明这样一个事实：工程地质是工程建设的基础和侦察兵，具有超前意识和预见性，信不信由你。

《规程》颁布前的堤防工程地质勘察工作基本上没有什么标准。《规程》颁布后，地质工作有规可循，有法可依。更为98特大洪水后大规模堤防建设奠定了基础。首次颁布此《规程》，与工程实际存在一些差异再所难免。《规程》实施三年多来，主要存在三方面的问题，一是《规程》本身的实践性与可操作性问题；二是地质师对《规程》的理解程度与把握尺度；三是人们对堤防工程地质勘察的认识程度与理解程度。近两年来，生产第一线的广大地质师对《规程》提出了许多好的意见和建议，我们在工程审查过程中，也在逐渐地深化对堤防工程和《规程》的理解，力求较准确地把握审查尺度，紧密地与工程实际相结合，避免教条和呆板地执行《规程》中明显与工程实际不相符合的条款，要求客观地、创造性地应用和执行《规程》，同时也强调执行《规程》的严肃性。

近年来，堤防工程地质勘察工作基本上可以满足堤防工程设计与施工的要求。随着工程实践经验的积累和对堤防工程深层次的认识与理解，一些具有全局性和普遍性的问题，迫切需要提出来进行讨论，以便引起足够的重视。

2 堤防工程隐患与险情分类

2.1 分类的意义与原则

堤防工程存在隐患出现险情，导致大洪水时十分紧张。大规模的堤防工程建设正是针对隐患和险情而提出来的“整险加固”或“除险加固”。显然，对隐患和险情实施科学分类，不仅是从实践上升到理论的成熟过程，也为堤防工程的勘测设计工作明确了任务，同时为“加固”工程指明方向，提供依据。

在分类之前，我们先给出险情和隐患的定义：

险情 是指正在发生或发生过程中被抢险保住了的事故堤段，具有直观性，措施明确性等特点。针对险情，需要分析出险原因，界定险情性质，预测再次出险的可能性，落实工程措施，确保大堤安全。

隐患 是指尚未发生或可能将要发生险情的事故堤段，具有隐伏性，随机性，再生性等特点，更需要技术人员的分析判断，以便对症下药，采取措施消除隐患。

险情与隐患有明显区别但又并没有严格的界线，往往在险情中存在着隐患，在隐患中孕育着险情。辩证地看，险情是隐患发展到一定程度后的质变或必然结果，隐患是潜藏着的险情。从过程时态来看，险情是现在进行时或过去完成时态；隐患是过去、现在和将来组成的全过程时态，或单个过程时态。

本文分类的原则主要体现在：水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)与天然地质体(堤基)区别开来，出险堤段和存在隐患的堤段与非出险堤段和不存在隐患的堤段区别开来，再按险情和隐患的性质进一步细化，作为指导后续工作的纲要。

2.2 堤防工程险情分类

按出险部位可分为堤基险情、崩岸险情、堤身险情和穿堤建筑物险情，这是出险时首先要明确的基本类型。前两类与地质条件直接有关，后两类与地质条件间接有关。可进一步划分如下：

(1)与地质条件与河势演变均有关系的险情：崩岸险情，具有可预见性、直观性、发展性和多变性特征。

崩岸类险情多发生在河流凹岸迎流顶冲或深弘逼岸区段，地质条件往往是抗冲刷能力较差的细砂类土或粘性土。由于河水位与河势流态的变化关系，有的崩岸险情并不发生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位)，因此可以进一步将崩岸险情分为洪水期崩岸险情和枯水期崩岸险情， 前者抢险紧张，后者可以从容对待。

(2)与地质条件直接有关的险情(主要为堤基险情，包括穿堤建筑物地基险情)：堤基渗透破坏险情、堤基滑动破坏险情和堤基沉降破坏险情等。

堤基渗透破坏险情具有一定的隐伏性，往往不易准确判断，洪水期发生的渗透破坏实例与理论计算有较大出入。另外，还需注意将承压水性质的渗透破坏与堤基接触冲刷或砂性土堤基渗透破坏区别开来，因为渗透破坏机制不同，工程措施当然也不一样。

存在滑动或沉降破坏险情的堤段，堤基大多分布有软弱土层，土体抗剪强度低，压缩系数大；另一类滑动或沉降破坏是随着崩岸险情而产生的，此类险情危害最大，抢险最困难。此外，堤基内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，都可能出现类似破坏。

以上险情实际上也就是我们通常要求界定明确的堤防工程的三大主要工程地质问题：崩岸、渗透破坏、滑动或沉降破坏。

(3)与地质条件基本无关或关系不大的险情(主要为堤身险情)：堤身渗透破坏险情(与堤身质量有关，如堤身土体的密实程度、填筑土体的渗透性质和堤身单薄等)、堤身滑动破坏险情和堤身沉降破坏险情等。

2.3 堤防工程隐患分类

按隐患存在的部位可分为：堤身隐患、穿堤建筑物隐患和堤基隐患。

按隐患的性质可分为：常规性隐患和特殊性隐患。

常规性隐患：堤身单薄，堤坡太陡，填筑质量差，填筑体中存在砂性土夹层，有明显的堤身裂缝等。与地质条件直接有关的主要为堤基类隐患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土层薄，或本身即为砂性土堤基(包括浅层砂性土透镜体)，存在渗透破坏的可能性；堤基有软弱土层分布，存在滑动稳定问题。

常规性隐患具有直观性和可检测性，隐患的分析和工程处理措施都较为明确，一般情况下可以通过常规性的堤防工程维修加固予以消除。

特殊性隐患：进一步可分为随机性隐患(堤身或堤基随机分布有生物洞穴、植物腐烂物等)、再生性隐患(生物洞穴类隐患具有再生性)、人类活动留下的隐患 (例如城市区与堤外江河相通的早已被废弃了的各类排泄管道，工程勘探留下的封堵不合格的钻孔等)以及地质条件不明的堤基隐患等等。

特殊性隐患规律性差，检测困难，在洪水期一旦演变成险情，其突发性质增加了抢险难度。

2.4 险情和隐患与堤型之间的关系

堤防工程的主体～防洪大堤，绝大多数为就地取材填筑的土堤类型，由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等等因素复杂，为后人留下了长期隐患，洪水期险情不断，令人心惊。鉴于土堤存在的这些问题，近年来一些城市区的堤防工程比较倾向于改土堤为混凝土防洪墙(堤)。混凝土墙可以基本排除堤身隐患和险情，但却增加了堤基的出险负担。一是堤基的受力条件发生了较大变化，原来的土堤是大面积分布荷载，混凝土墙改为集中荷载；二是堤基较长渗径变为水头集中的较短渗径。混凝土墙显然对堤基地质条件提出了更高的要求，这是地质工作需要重视的。

另一方面，险情和隐患与堤防工程的挡水性质在很大关系。例如一些丘陵山区城市堤防工程，其挡水性质为暴涨暴落，远不能与长江中下游堤防工程高水位较长时间运行情况相提并论，其险情和隐患的性质也是有差别的，需要区别对待。而《规范》中只是对堤防工程的等级标准有所规定，并没有对反映出险情和隐患与等级标准之间的关系，需要由有经验的地质师和设计师根据具体情况去理解与把握。

3 堤基工程地质分段

3.1堤基工程地质分段存在的问题

自然界的地质条件千差万别。堤防工程是长距离线状工程，跨越了不同的地质单元，不进行分段分类区别对待显然是不行的。堤基工程地质分段又称堤基工程地质分类。在实际工程中，一些勘测设计单位不进行工程地质分段，或分段不合理，或即便是进行了地质分段，但其岩土体的物理力学参数又不进行分段统计分析，工程地质条件明显不同的堤段没有区别开来。还有一些堤基工程地质分段的结果不同程度地存在自相矛盾性，对工程设计和工程措施的选定缺乏针对性。当然，更多的情况是工程地质分段的合理性与科学性不足。

例如某设计院参加过大量堤防工程地质勘察，有丰富的堤防工程地质勘察经验，他们进行堤基工程地质分段所考虑的因素有：上覆粘性土层的厚度、外滩宽度和历史险情等，将堤基分为工程地质条件好、较好、较差和差四个等级。如此分段其大原则没有什么问题，但对于一些特殊组合则不易明确。例如，某堤基段其上覆粘性土层足够厚，堤内也没有任何险情，但堤外无滩，受水流冲刷崩岸严重，是典型的险工险段。将这种堤段分成工程地质条件差或较差都不一定合适。因为出现的险情不是堤基本身的工程地质条件差，而是堤外脚受水流冲刷产生的崩塌或塌滑，且在不同水位条件下其险情不同，与江河水流及河势变化都有关系。显然，崩岸类险工险段在堤基工程地质分段时应结合河势水流特征单独进行分类，以便于有针对性考虑工程处理措施。例如对某一类崩岸问题，抛石护脚是有效的，而另一类崩岸问题或许要与“丁坝”挑流改变流态相结合才能从根本上解决问题，或者无建“丁堤”的条件，则需考虑“桩”、“笼”等工程措施。

另一方面，对于堤基工程地质条件用“好”与“差”来评价，其针对性不强。例如，存在渗透破坏的堤基划为工程地质条件差，而实际上可能此类堤基的承载能力和抗滑稳定性都是很好的，如砂性土堤基。又如淤泥质土类堤基，其承载能力和抗滑稳定性差些，但渗透系数却很小，抗渗条件是好的。如此等等，用常规的工程地质条件好或差来评价，都存在明显的矛盾。

目前各勘测单位自行制定的堤基工程地质分段原则，基本上是以工程地质条件为基础，再考虑一些自然因素和工程因素，笔者认为这种分段法的思路源自于常规的工程地质分类法，跳不出传统思维的约束，不能较好地适应堤防工程的实际，需要探索新路。

3.2 堤基工程地质分段

我们在进行传统意义上的工程地质评价时，通常从工程地质条件出发，结合工程建筑物特点，界定出主要工程地质问题。在堤基工程地质分段中，我们不妨借用逆向思维的思想，以工程地质问题为主线，以工程地质条件为基础，再结合历史险情类型，争取探讨出一个符合工程实际的堤基工程地质分段法。

本文强调的是“工程地质”分段，因此主要是对堤基而言的。我们知道，无论堤基地质条件有多复杂，其主要工程地质问题则是明确的，归纳起来主要为三类(即三大主要工程地质问题)：崩岸、渗透破坏、滑动与沉降变形。绝大多数堤基岩土体不外乎为：砂性土、粘性土和砂性土与粘性土的混合结构；城市区杂填土较为复杂，另当别论。

根据以上以工程地质问题为主线的分段原则，我们首先将堤基分为三大类：Ⅰ类(不存在问题的堤基)、Ⅱ类(可能存在问题的堤基)和Ⅲ类(存在问题的堤基)。对于Ⅱ类和Ⅲ类堤基，按其存在问题的性质可继续划分亚类。

(1)Ⅲ类(存在问题的堤基)

堤基发生过历史险情，尤其是一些每年汛期都要出险的部位，在汛期要投入大量的人力物力抢险才能保证大堤安全的堤段。按出除性质又分为两个亚类：Ⅲ-1和Ⅲ-2类。

Ⅲ-1类：主要指崩岸类，这是在堤基分段时对有问题的堤基段应首先分出来的一类。

Ⅲ-2类：除崩岸之外的一切堤基存在问题的堤段。按工程地质问题继续分出两个子类：

Ⅲ-2-1类：存在渗透破坏的堤基段。汛期出现过冒砂、涌混水等险情；堤基为砂性土，或表层粘性土较薄，或浅层有砂性土透境体分布，或堤身与堤基接触部位存在渗漏破坏问题。

Ⅲ-2-2类：存在滑动与沉降变形的堤基段。运行期或施工期发生过堤基土层滑动，或沉降过大导致堤身开裂；堤基有压缩性大、承载力和抗剪强度低的软弱土层分布，或堤基清基不彻底，导致堤身与堤基接触面存在滑动软弱带。

(2)Ⅱ类(可能存在问题的堤基段)

此类与前述的堤基隐患相对应。在汛期有一定渗水情况发生，但并未发展成为险情；或经地质勘察，地基中存在砂性土透镜体、软弱夹层等不利地质条件，经渗控或稳定性验算，安全系数达不到规范要求的堤基；或存在生物洞穴等其它隐患的堤基。

(3)Ⅰ类（不存在问题堤基段）

历史上无险情发生，堤基为厚度较大的粘性土或基岩，物性指标和力学指标均较好，不存在三大主要工程地质问题。

(4)结合工程实际进一步细分亚类的原则

以上分类法，从宏观上将堤基分为三大类别，但在具体实施过程中，还可以根据工程实际按不同工程地质条件和工程地质问题进一步细化。例如，对于Ⅱ类堤基段，可以按可能存在问题的性质进一步细化；对于Ⅲ类堤基段，也可以按存在问题的严重程度或岩土体的性质等进一步细化。堤基分段的科学性、合理性、实用性和可操作性，不但是地质师对堤防工程理解程度的反映，更是一项创造性的工作。本文所提出的分段原则和方法，尚有待工程实践去检验。

3.3 堤基工程地质分段对勘测设计工作的指导作用

在进行工程地质勘察时，Ⅲ类是重点，应根据具体情况加密勘探点；Ⅱ类次之，实施常规性勘探即可；Ⅰ类基本上可以不考虑地质勘察。设计方面，Ⅲ类堤基必须考虑工程措施；Ⅱ类堤基应视具体情况而定，也可以通过进一步勘探和检测或监测结果来确定工程措施；Ⅰ类堤基则不需要采取工程措施，仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。

4 执行《堤防工程地质勘察规程》的基本原则

从《堤防工程地质勘察规程》颁布实施三年多来的实践可以看到，除了《规程》本身存在一些尚需修订的问题之外，能够将《规程》与工程实际相结合，创造性地执行和应用《规程》，准确地把握《规程》的原则性与灵活性，是对地质师综合素质的高标准要求。业务能力和创新意识，是检验和考察我们对堤防工程的认识深度与理解能力。笔者的理解主要反映在以下几个方面。

4.1 勘测阶段

已建堤防除险加固工程可以一次进场，达到初设深度；新建堤防可按可研和初设两个阶段进行。其理由是：新建堤防存在线路比选问题，不可能将比选堤线的工程地质条件都按初设要求做到相同深度；已建堤防一般不存在线路比选问题，因此也就不存在多阶段多方案的反复比选问题。另外，新建堤防工程应该在规划阶段即开展工程地质工作，以便将规划线路从地质专业的角度先期界定其可行性。

4.2 勘测深度及勘探工作量

在实际工作中，对于堤防工程勘测深度与勘探工作量问题，在理解和把握上有较大差异。有人喜欢严格按《规程》要求布置勘探工作量，而少在工程地质条件的查明与工程地质问题的分析方面下功夫。笔者强烈主张，一是将安全正常运行的堤段与险工险段区别开来， 二是将堤身出险情况与堤基出险情况区别开来，分别对待。这也是本文费了较多笔墨进行险情隐患分类和堤基工程地质分段的目的之一。特别是经历了98特大洪水考验过的堤防工程，未出险的堤段完全没有必要“严格”按照《规程》要求的勘探工作量去实施地质勘探，即使按照《规程》中的上限要求，也是一种毫无意义的巨大浪费。而应在分析险工险段的具体问题之基础上明确勘察目的，研究和选择勘探方法，合理布置勘探工作量，重点在工程地质问题的分析上下功夫。如果认可本文提出的堤基分段原则和方法，地质勘探工作的布置则更为方向明确目标清楚。

4.3 《规程》原则性与灵活性的准确把握

《规程》的原则性和严肃性是不可置疑的，这并不等于“死”规定。明显与工程实际不相符合的具体问题，需要由地质师的创造性劳动加以“灵活”处理。规程规范是指导技术工作的法规性文件，并不等同于为犯罪分子定罪的法律条款，因此执行规程规范是可以有“灵活”性的。灵活性的把握原则是：不应因忠实严格执行规程规范而遗漏重大工程地质问题，留下工程隐患造成工程事故；也不应造成不必要的浪费。例如，对于某些特殊的险工险段、Ⅲ类堤基、城市区规律性差的杂填土和人类活动留下的隐患管道等，《规程》规定的勘探工作量可能就不能满足要求；而对于安全正常运行多年的Ⅰ类堤基，按《规程》规定的勘探工作量又显得没有必要。总之，准确把握执行规程规范的原则性与灵活性，需要地质师的责任心、业务水平和创新意识，同时也体现出了工程地质专业的特殊性与复杂性。

5 不同行业标准之间的关系

堤防工程地基多为土质地基，其工程地质评价的基本理论依据是土力学，因而容易与工民建基础设计相混淆。目前反映比较集中的是执行水利行业标准还是执行以工民建为主要对象的《岩土工程勘察规范》(国家标准GB 50021—94简称《岩土规范》)。两个标准既有共同之处，又有一定的差异。我们认为应该以水利行业标准为主要依据，同时参照《岩土规范》。原因是：①《岩土规范》主要是针对一般性工民建地基勘察与评价，而水工建筑物与工民建有根本性的区别，前者地基所承受的荷载以垂直向为主，建筑物对地基的要求主要反映在承载力；后者的荷载是垂向与水平向的组合，地基岩土体处于复杂应力状态，特别是水荷载对地基岩土体的复杂作用，是水工建筑物与工民建的根本区别。②《岩土规范》在总则中表示该规范适用于除水利工程、……以外的工程建设岩土工程勘察。明确了不适用于水利工程。③《岩土规范》中对勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照岩土工程勘察等级来制定，而堤防工程则主要从工程勘测设计的阶段来确定。

关于土的分类问题，也是近年来较为混乱的问题之一。1990年以前，土的分类主要以1962年版的《土工试验操作规程》为依据，采用土的分类三角坐标，这种分类法以颗分为基础，以砾石、砂粒和细粒的含量百分比来给细粒土定名。广大设计院应用这种分类方法比较成熟。1991年国标《土的分类标准》(GBJ145-90)颁布，此标准以颗分为基础，以塑性指数和液限为控制指标对土进行分类，1999年颁布的水利行业标准《土工试验规程》对土的分类也沿用此国标。我们认为，目前两种分类都有各自的特点，原则上应使用国标和最新的行业标准为主，现阶段也可以根据各单位对标准的理解和与工程相结合的具体情况，互相参照使用，只要能够客观地反映工程实际，满足为工程设计提供有关地质参数的要求即可。另一方面，我们也提倡和鼓励对此类问题深入探讨，为进一步统一标准进行实践和理论准备。

6 堤防工程地质勘察的成果资料

堤防工程地质勘察所获得的基础性资料数据，具有种类繁多数量巨大的特点。这些资料数据的分析整理归纳汇总，要求标准化，计算机化，最后形成能够通过计算机综合管理的数字化的基础资料数据库系统，并与堤防工程的其它资料数据库系统集成，充分应用计算机网络技术，为堤防工程建设、管理和抗洪抢险提供使用方便功能强大的检索查询指挥调度系统。集成后的系统可在局域网、城域网、广域网和Internet/Intranet上运行。系统要求具有灵活的结构定义、多种存储方式、强大方便的查询定位功能、丰富的统计报表功能以及可靠的数据安全保证体系等；能够通过图示图表提供隐患预测、险情分析、抢险提示、决策支持、模拟溃堤和决口后洪水进堤的演变趋势。目前的基础性工作是制定目标，统一规划，结构设计，系统集成。

堤防工程数据库系统需要列为专题研究，力争全国统一，至少也应该全流域统一。各类资料数据的使用权限、归档管理、存储格式和形式、存储介质等等，都应该及早研究，统一规定。

7 结语

98特大洪水期间，抗洪抢险场面之惊心动魄，至今仍然令人难以忘怀。大洪水给人以大启示。中国历史上前所未有的大规模堤防工程建设在98特大洪水之后迅速拉开序幕。经历了98特大洪水洗礼过的江河堤防工程，其工程隐患基本暴露无遗，认真研究堤防工程的出险机理，总结未出险工程的成功范例，吸取前人修建堤防工程的历史经验，做好堤防工程的勘测设计工作，是肩负着堤防工程建设的各级领导和工程技术人员的神圣职责。

近几年来我们参加了大量堤防工程审查，在向生产第一线的广大工程技术干部学习的同时，也对堤防工程地质勘察中普遍存在的一些问题进行了认真思考。本文对于执行《规程》的原则、勘探工作量的控制、勘测资料的整理等等问题表明了我们的观点；关于堤防工程险情和隐患分类，我们认为是实践上升到理论的必然过程；关于堤基分段分类的原则与方法，属于工程地质理论与实践相结合的探讨性课题，同时又是指导工程勘测设计的基础性工作。

工程地质论文:坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议

论文作者：曾钱帮 王思敬 彭运动 刘明虎 陈晓东 樊敬亮

摘要：针对施工图设计阶段，提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议，包括：锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。

关键词：悬索桥 隧道式锚碇 施工图设计阶段 岩体工程地质力学 研究建议

1 前言

坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km，地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地势陡峭，地形变化急剧，高差起伏大，河谷深切达400～600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层，以碳酸盐岩构成峡谷谷坡，以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡，地形坡度40～70°，近河谷一带为陡崖。桥位区西岸（关岭岸）锚碇地段处于斜坡中部，出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表，微新岩体埋深30～50m。

坝陵河悬索桥主跨1068m，桥面总宽度24.5m，东岸锚碇采用重力式锚，西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、锚室（34.7m）和锚塞体（40m）三部分组成，两锚体相距18～6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构，上缘为圆形，下缘为矩形，纵向呈楔形棱台，矩形截面尺寸为10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主缆缆力（P）约为270MN，水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统，主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。

悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时，主要还承受主缆的水平拉力，是悬索桥的关键承载结构之一，其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁－胜境关高速公路的重要节点，针对该大桥施工图设计阶段，本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制，国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3－7]，见诸文献报道的更少，本研究建议有不适当之处，请专家批评指正。

2 岩体工程地质力学研究建议

2.1 锚碇围岩工程地质条件研究

西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化～微新岩体中，弱风化～微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。

边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中，由于应力释放，岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形，能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整，浅表部位应力降低，而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛，破坏岩体的完整性，并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化，形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8]，有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙，也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中，随着新的裂隙系统的形成，也为外动力或风化营力提供了通道，加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多，是岩体卸荷和风化共同造就的。

西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育，岩体透水性较好，渗透系数高；随着深度的增加，透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。

据初步设计阶段工程勘察资料，西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为：倾向50～80°，倾角48～87°。主要发育三组优势节理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下，在主缆巨大拉力下，不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。

锚碇围岩工程地质条件研究内容包括：

（1）研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化，揭示岩体的卸荷程度，为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料；

（2）在岩层层面和不利结构面组合切割下，由于锚碇工程荷载，研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性；

（3）采用地球物理勘探方法，研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。

2.2 锚碇围岩工程力学特性研究

主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的（预应力）混凝土，再通过（锚塞体）混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下，不仅要维持自身的抗拔稳定，同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中，以充分利用围岩的承载能力，使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。

锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面：

（1） 锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9，10]和粘结特性试验研究；

（2） 锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态，研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性，尤其是弱风化～微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究，模拟其破坏现象和破坏过程，从而掌握其破坏机制；

（3） 岩体在中度～轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。

锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值，供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐，采取岩样，并在硐壁打适量钻孔，进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理（裂隙）测量、岩体变形特性（静载）试验、岩体抗剪（抗剪断）试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定，摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩（主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体）中的岩溶发育情况。

试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析，结合现行有关行业规范（规程）和工程经验的类比，提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值，供设计采用。

2.3 锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究

坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化～微新的灰岩和白云岩，属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为（节理）裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔（洞）穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后，在边坡岩体中形成不透水体（阻渗体），从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见，地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗，因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀，削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。

为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施，主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。

2.4 锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究

由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系，锚碇发生移动将严重影响桥梁体系，甚至导致桥体破坏，因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型，对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。

2.5 锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验

根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点，需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12－14]。在隧道式锚碇施工过程中，自始至终都要注意严格控制围岩的完整性，尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命，锚碇的防水按GB50108－2001二级标准进行控制，要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理，以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。

2.6 锚碇锚固系统试验

试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。

2.7 大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究

坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体混凝土浇筑量约2×12143.322m3。锚碇结构混凝土浇筑量大，强度高，对施工工艺及养护维修提出了更高的要求；而大体积混凝土浇注施工由于受多种因素影响，若措施不当，很容易出现裂缝，影响到锚塞体混凝土的整体性强度以及钢筋的耐久性和实用性。西岸隧道式锚碇锚塞体大体积混凝土浇筑防裂技术从混凝土原材料选取和配合比的选择、降低原材料温度和控制混凝土拌和物温度、合理选择浇筑工艺和保证整体质量、有效控制混凝土内外温差到对混凝土温度进行监控及时掌握混凝土温度变化动态等一系列技术措施[16－22]，都可借鉴汕头海湾悬索桥、宜昌长江公路大桥和重庆鹅公岩大桥的做法。

3结语

针对施工图设计阶段，提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议，包括：锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。

工程地质论文:风电厂场址的工程地质勘测

摘要：风电厂场址的工程地质勘测不但要对地质情况进行考察，而且应考察风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行的影响。对于工程地质条件不同的复杂场地需要采用不同的勘探方法。勘测报告应当严格按照相关规定执行，应做到信息清晰、结果正确、建议合理。

关键词：风电厂；地质勘查；工程地质

当今社会经济的快速发展和不可再生能源的过度开采利用迫使人类不得不寻求更为清洁和可持续利用的能源形式。风能作为太阳能的一种转化形式，具有可再生、零排放等诸多优点，是21世纪最有应用前景的能源。而将风能转化为电能，即风力发电，是风能利用的最主要方式。我国的风能资源极为丰富，陆地离地面50m高度的风能资源可开发面积约540000km2，技术可开发量约为2680gw；离海岸20km的海域范围可开发面积约为37000km2，技术可开发量约为180gw，具有极大的商业化资源条件。[1，2]

随着风力发电项目的大力推广，关于风力发电方面的诸多问题也突现出来，如风电场建设、风电并网、风电的电能质量等。现结合笔者自身工作实际，探讨风电厂规划建设中的工程地质勘探问题。

一、风电厂场址地质勘探的主要任务

风电厂场址的工程地质勘探工作的主要任务是在风电厂场址规划选点的基础上，为已选定的场址以及风电机组、电厂建筑等建筑物的方案布置提供有关的地形和工程地质资料。主要包括五方面工作，即：对场区的风能资源进行评估；绘制选址所需的区域地形图；评价场区的区域构造稳定性；查明场区的工程地质条件并对地质问题及其可能产生的影响进行评估；根据需要对可采用的天然建筑材料、施工和生活资料情况进行调查。

地质工作的重点是场区的区域结构稳定性评价和地质问题可能产生影响的评估及建议，其中对于场区的地质条件主要有：地形地貌特征、形状、类型和特征；地层的成因类型、地质年代、岩性岩层、风化程度；土的性质、物质组成及含量、层次结构和分布状况；断层破碎带的产状、规模、性质以及延伸、拓展和胶结情况；不良地质作用的情况及可能的影响；地下水的类型和埋藏情况以及是否可能对地基造成不良影响。

二、风电厂场址的地质条件分类及勘测

依据风电厂场址地质条件的复杂程度，可将场地划分为三类，即简单场地、中等复杂场地和复杂场地。简单场地是指地层结构单一、无特殊岩土层、地质结构简单、地层稳定、地下水埋藏深且对地基无不良影响、地震动峰值加速度不高于0.05g的场地。中等复杂场地是指地层层次较多、有特殊岩土层、岩土性质变化较大、岩体风化较强、可能发生地震液化的场地；或地质结构比较复杂、局部有不良地质作用存在的场地；或者地下水埋藏较深，对地基可能产生不良影响的场地；地震动峰值加速度为0.1g～0.3g的场地。复杂场地的判定标准为：地层层次较多，岩性不均且岩相变化大，地基以强风化岩体或不均匀的特殊性土层为主；地质结构复杂，断层和节理裂隙发育，不良地质作用发育；地下水埋藏浅且对地质基础的稳定性产生不良影响；地震动峰值加速度≥0.4g，满足上述条件之一即为复杂场地。[3，4]

对于不同复杂程度的场地，采用的地质勘探方法也不相同，以勘探点的深度为例来说明。勘探点的深度一般以控制建筑物应力影响的范围和抗倒覆要求为原则。对于不同复杂程度的场地采取的物探深度不同。此外，对于复杂程度高的场地采用的勘探点间距也应缩小，以能控制场区的地层分层、性状、断层破碎带的分布和不良地质作用的范围为标准。因此各种地貌特征的部分、各种地层、主要的地质结构、各个不良地质作用点均应布置勘探点，且应依据勘探结果考虑是否加深或增加勘探点。

工程地质论文:某建筑场地工程地质条件及基础方案研究

摘要某建筑场地位于南宁市，块近长方形，边线为东西向和南北向，其中东西向长约392m。本文以建筑场地为研究对象，分析了其工程地质条件，并研究了其基础方案。

0 引言

该建筑场地位于南宁市，块近长方形，边线为东西向和南北向，其中东西向长约392m，南北向长约352m，拟分期开发，占地面积约为48400m2。场地整平标高??.00为高程95.00m。拟建的建筑物主要有数栋4f~6f的商业楼（楼高36.9m）以及一栋28f的办公楼（楼高130m），建筑物结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构。基础型式拟定为桩基础。均设地下室，其中商业楼设计3层地下室，深度为14.5m，办公楼设4层地下室，深度为20.9m。预测基坑开挖深度分别为15m和21.4m。

1 区域地质构造与地震

场地在大地构造上处于右江再生地槽之西大明山隆起南部的南宁断陷盆地内。南宁盆地属不对称向斜构造盆地，向斜轴走向北东东向。南宁盆地的边缘断裂较发育，按走向分有北东向、北西向和近东西向三组，其中以北东向的韦村——西乡塘断裂最为重要，其规模长约70km。该断裂位于盆地北及西北一线的边缘，走向与向斜轴向基本一致。次要的北西向断裂分布在盆地的西南角，为右江断裂带进入盆地的分支断裂，以老桥断层为代表。近东西向的断裂以几条规模不大的断层分布于盆地东部。由北向南依次是三塘——奇绿断层、王村断层、屯里断层。至今未发现贯穿盆地内部即南宁市区的大断裂。

2 场地工程地质条件

场地及其附近原始地貌形态属侵蚀、剥蚀丘陵区中的垄状高丘亚区，相当于邕江四级堆积-侵蚀阶地，原地形整体东（东南和东北）高西（西北和西南）低，场地原始地面标高为90.00m~134.00m。根据现场钻探揭露，建筑场地地层由上而下分布有：第四系人工填土（qml）；第四系有机质粘土（qh）和第四系粘土（qel）；下部为第三系南湖组（e3n）和那读组（e2n）的泥岩、砂质泥岩和砂岩等地层组成。场地地下水主要为孔隙潜水和裂隙承压水，上层潜水主要赋存于填土①层、混砾填土①1层、有机质粘土②层中，受大气降水和生活污水下渗补给，透水性较好，雨季补给来源充足，水量稍丰，初见水位埋深在0.4m~2.5m之间，高程约92.5~94.6m。稳定水位为93.0m~95.0m。

基岩孔隙裂隙承压水主要赋存于强风化粉砂岩和粉砂质泥岩中，受大气降雨下渗和相邻含水层的侧向补给，水量较小。因断层错动影响，各层间含水层有一定的水力联系，据临近基坑开挖揭露该层地下水位埋深约为8.0m。该场地地下水向北西方向排泄。

3 岩土工程分析与评价

3.1 稳定性及适宜性评价

根据地质调查和收集分析相关资料，可确定该场地没有发现诸如岩溶、滑坡、采空区和地面沉降等不良地质作用，也未发现这些不良地质作用存在的条件。

穿过场地断层属于非全新活动性断层，场地相对平坦。总体上可归为：可进行建设的一般场地。钻孔揭露出，岩层及以下地层出现错断。根据初步设计，地下室底板位于高程约75.0m～81.0m的范围，这时场地西侧底板下部在断层位置均座落于泥岩⑤上，部分的地下室地板座落于①1上，而桩端底部，在断层北侧则座落于地层⑦1上，显然，底板和桩底位于2种不同的地层上。

3.2 地基岩土特性评价

拟定地下室埋深14.5m，办公1地下室埋深20.9m，假设??.00高程为95.00m，则底板分别坐落于80.5m高程和74.00m高程。由此估算，商业楼基坑需开挖15.0m左右，基坑底面以上出露的岩层主要有填土①、混砾填土①1层、有机质粘土②、上层④、上层⑤1；办公1基坑需开挖21.4m左右，基坑底面以上出露的岩层大部分为全风化泥岩⑤层，小部分为强风化泥岩⑨1层。

根据钻孔及剖面图揭露的岩层倾角，可看出，从东西方向看，岩层总体上由东向西倾斜；从南北方向看，为类似褶皱构造，层底面起伏坡度为0度~15度之间。总体上具有一定的不均匀性。

3.3 地下水评价

地下水对砼有弱腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀作用，对钢结构有弱腐蚀，与地下水有接触的建筑构件应采取相应的防护措施。基坑开挖主要受上层滞水的影响，但场地上层滞水水量不大，对基坑开挖影响较小，施工时，可直接在基坑内设置集水槽、井抽排地下水。

4 基础方案评价

4.1 天然地基评价

根据设计商业楼的结构特点、基础埋深、地质条件、经济效益、施工条件等，该建筑物和地下室可能采用的基础型式：筏板基础或桩筏基础，筏板基础持力层为①、⑤、⑥1、⑥2、⑦1、⑨1、⑨2等地层，并且横跨断层带，这些地层的承载力特征值或修正值虽较大，但分布不均，应慎用或采取消除这种不均匀的措施。

4.2 桩基础

根据场地岩土特性及沉降深度要求，主要的桩基础型式宜采用人工挖孔桩和冲孔灌注桩。

人工挖孔桩：根据场地岩土层分布情况，桩端持力层宜选用⑦1、⑦2、⑨1、⑨2、⑩1和⑩2层上，基本上穿越本勘察所揭露的所有土层。钻（冲）孔灌注桩：该桩型穿透能力强，可以穿透各种土层和岩层。场地地下水对钻（冲）孔桩施工影响较小。施工中应注意控制桩底沉渣及桩身质量。在成孔过程中，要及时清孔及灌注，减少桩孔内水对泥岩承载力的影响。

4.3 基坑工程评价

拟定商业楼地下室埋深14.5m，办公1地下室埋深20.9m，相应基坑开挖深度预计分别为15.0m和21.4m。假设??.00高程为95.00m，则基坑底面分别坐落于80.00m高程和73.60m高程。显然基坑开挖有2级深度，第一级为商业楼地下室基坑，深约为15.0m；第二级为办公地下室基坑，深约为21.4m， 2级基坑侧壁底部相距较远，故可单独考虑其稳定性，即基坑支护设计可分别按15.0m深和6.0m深分别进行。基坑侧壁安全等级主要以失稳后的破坏后果为依据。

根据基坑开挖底面高程，结合本勘察揭露的地层分布情况，第一级基坑侧壁（商业地下室范围）出露的地层主要为①1层、有机质粘土②、粘土③、夹层煤④和泥岩⑤层，局部穿过泥岩⑥1层。各区的支护设计采用图中建议相应的岩土分布剖面图及对应的岩土参数建议值。

5 结论及建议

建筑场地属侵蚀、剥蚀丘陵区中的垄状高丘亚区，无滑坡、崩塌等不良地质作用，场地稳定，适宜工程建设。主体建筑基础形式可采用桩筏基础，桩基采用冲孔灌注桩。

工程地质论文:工程地质勘察中水文地质研究

摘要：水文地质研究在工程勘察中有着十分重要的地位，本文主要阐述工程地质勘查中水文地质评价内容，岩土水理性质，地下水引起的岩土工程危害等问题。

关键词：工程勘察；水文地质；岩土；危害

1 工程地质勘察中水文地质评价内容

在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

1.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

1.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

1.3 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。

2 岩土水理性质

岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩：岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

2.1 地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。

2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法：①软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。

③崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。④给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。

3 地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

3．1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度

时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式：

3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳

3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水．采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

3.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时．不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

3．2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述，这里不再重复。

4 结束语

综上所述，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。