水利工程地质分段问题探析

　　摘要：水利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。人们对堤防工程地质勘查工作的片面理解，不同程度地影响着堤防工程地质勘查工作的有序开展，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查工作能够科学、客观、完善、系统地为设计提供可靠的地质资料，我们对堤防工程地质勘查分段工作进行如下分析。
关键词：水利工程，地质分段，地质资料
1概述
我们已建江河堤防工程总长20余万公里，98特点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查，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特大洪水期见险象环生，出险堤段地基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析，为保证万无一失，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们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，一方面是大自然教育人类的生动一课，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。工程地质勘查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月发布了行业标准《堤防工程地质勘查规程》（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查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ＣＢ50286—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发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查兵，具有超前意识和预见性，信不信由你。
2地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。地基Ｔ程地质分段又称地基工程地质分类。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，但其岩土体的物力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。更多的情况是工程地质分段的合理性以科学性不足。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如何进行堤基工程地质分段
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Ｔ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。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、神态破坏、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（可能存在的问题的堤基）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类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分类：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透破坏问题。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，堤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他隐患的堤基。
（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。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应，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。
4堤基工程地质分段对勘测设计工作的知道作用
在进行工程地质勘查时，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检测结果来确定工程措施；Ⅰ类堤基则不需要采取措施，仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。
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