左重辉

（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

1 正确认识水利水电工程地质的重要性

水利水电工程地质能成为重要的学科，主要原因应归功于一大批水利水电工程的成功建设。葛州坝，三峡、小浪底、二滩、龙滩等许多大型乃至巨型工程，在前期工作中投入了大量的工程地质勘察工作，对工程地质条件进行过深入的研究，大多数水利水电工程因前期地质工作比较充分，在建设过程中比较顺利。但我国的水利水电工程在数量上，大型工程毕竟只占少数，据水利部统计，1949年全国只有大型水库6座，中型水库17座，2006年有水库85 874座，总库容达到5 974亿m3。新中国成立后，我国修建了一大批水利水电工程，由于前期勘察工作不到位、地质情况不清楚、边设计边施工等原因，造成了许多病险水库的产生。目前，我国有病险水库37 000座，占总量的43%，其中中小型水库占了绝大多数。病险库以中小型土石坝为主，坝体病害和坝基病害是主要病险类型，产生原因除了施工质量外，最主要的原因是前期勘察工作不到位、盲目施工造成的。

实践证明，凡是重视地质勘察工作，在建筑物修建之前，投入了足够的勘察工作，对建筑物区的工程地质条件进行了深入研究，查明了主要工程地质问题，工程建设就进行得顺利，工程建设的质量就可靠。如果不重视地质工作，在地质条件不清楚的情况下盲目施工，则会产生严重后果，轻则延误工期，修改设计，增加投资;重则建筑物存在严重的质量问题和安全隐患，甚至工程报废。这样的例子很多，像葛州坝这样的重大工程，基础施工曾经出现过反复，1961年3月6日柘溪水库塘岩光滑坡失事造成重大人员伤亡事故，我国南方及西南地区的岩溶水库有些成了空库，湖南某水库因坝基漏水一直达不到设计水位。

近10年来，随着水电开发权的开放，许多不同的经济体都进入了水电开发市场，为了抢时间、节约资金，往往把前期勘察工作限制在很短的周期内，洽谈勘察设计合同的时候，为了节约经费，缩短设计周期，首先就是减少勘探工作量，有些工程的勘探量严重不足，与规范要求不挨边，基本地质条件没有查清楚，地质问题没有揭露，如湖南某小型工程，因没有做地勘工作，发电厂房布置在滑坡下，施工期间就发生开裂，不得不停工重新勘察，做处理设计。有些业主纯粹是为了迎合审查需要，在思想深处认为地质勘察是可有可无的工作。因此，近年来有许多工程出现过各类与地质有关的问题。修改设计、耽误工期、追加投资成了家常便饭，有些甚至存在安全隐患。万丈高楼从地起，这个简单的道理人人都懂，但在实际工作中一旦与经济挂钩，却会出现偏差。自1998年大洪水后，国家和有关部门已经对前期勘察工作引起了足够重视，但要变成全社会的共识还存在距离，这需要我们地质人员、设计人员、管理人员、工程业主正确认识，高度重视。

2 正确认识工程地质与岩土工程的关系

大约在20世纪90年代开始，出现了一种风潮，大有将岩土工程代替工程地质之势，目前国家只有注册岩土工程师，各高校纷纷开设岩土工程课程，面向岩土工程方向培养学生。

到底工程地质与岩土工程是什么关系？

按工程地质的普遍定义，工程地质是研究地质与工程相互关系的一门科学或学科。而岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题作为自己的研究对象。土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称为岩土工程。岩土工程专业是土木工程的分支，运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。

岩土工程地质的主要研究方向：城市地下空间与地下工程；边坡与基坑工程：重点研究基坑开挖（包括基坑降水）对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等；地基与基础工程：重点开展地基模型及其计算方法、参数研究，地基处理新技术、新方法和检测技术的研究，建筑基础（如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等）与上部结构的共同作用机理和规律研究等。

从定义来看，工程地质是地质学的分支，是一门具有很强的理论性和实践性的学科。工程地质既研究岩土工程地质问题的成因，也研究地质问题对工程建筑的影响和相互作用，同时要研究工程地质问题的发展变化趋势，而岩土工程应当是以解决设计问题的一门技术。打个不太恰当的比喻，如果工程地质相当于临床医学，负责查病因、开处方，岩土工程则相当于药剂药理学。韦港先生在《工程地质随想》一文中就提出岩土工程不能代替工程地质，只是工程地质一个分支的观点，笔者是比较赞成的。

为什么要在学术高度来认识和区分两者的概念？有什么作用和实际意义？

首先是澄清观点有利于人材培养。笔者注意到，近年来各高校纷纷开设岩土工程专业，为了迎合市场和就业，开设的课程多而杂，基础地质理论缺乏，学生地质知识不全面、不扎实，基本地质知识肤浅，也没有多少工程概念，学校似乎要把学生培养成全才，其实充其量只是“万金油”而已。学生毕业后，特别是到省级以上的设计院工作，还要花大量的时间补充基础知识和专业知识。这就是概念的模糊导致人材培养方式出现的偏差。

其次是概念模糊影响工程勘察研究的深度。工程地质的任务是研究工程区的基本地质条件和存在的工程地质问题，预测工程对地质环境的影响，特别是专业性强的工程勘察，如水利、交通、铁路等就需要有高水平的工程地质师来担当此任。过去乃至当前，在认识上存在误区，认为只要是学岩土的就可以从事工程地质工作，一个技术人员带两台钻机就可以进行工程勘察了。其实，在专业性强的领域，尤其像水利水电工程，有许多工程地质问题需要专题研究，项目成果是集体智慧的结晶，不是一个小小的岩土工程施工队可以解决的。再说，人无全才，一定要工程地质师从事设计师做的事情，的确有点勉为其难，这样做的目的，可能会导致该深入的没深入，该做好的事情没做好，近年在一些新建小型水利工程、病险水库除险加固中，见到很多这样的例子，用岩土工程的方法进行勘察，对基本地质条件和主要工程地质问题查不清楚，达不到规范和设计要求，地质资料成了摆设。

基于上述认识，在学术上澄清概念，保持工程地质的优良传统是必要的。与时俱进、不断创新是必须的，但不一定要让传统的科学置于尴尬的境地。

3 充分认识工程地质与水工的关系

这个命题在老一辈地质人员和水工设计人员当中是十分重视的。万丈高楼从地起，世间一切建筑都是建立在地基之上，特别是水工建筑物，建筑形式多样，受力条件复杂，荷载组合多变，安全裕度要求高，一旦失事，破坏性大，后果特别严重。

（1）作为从事水利水电勘察的工程地质师，应当了解水工建筑物的基本特点，了解水工建筑物对地质的要求。水工建筑物按功能可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、发电厂房及其他建筑物。通俗地说，主要有大坝、发电厂房、隧洞、溢洪道、围堰等建筑物，地质师应当重点关注坝址地质条件，要根据不同形式的建筑物，预测主要工程地质问题，有针对性地开展地勘工作，要根据不同的设计阶段，用最优的勘探工作量，解决主要问题，不要眉毛胡子一把梳。地质师一定要学会抓主要矛盾，如不同的坝型要重点注意不同的问题，重力坝要关注坝基稳定，拱坝要关注坝肩稳定，土石坝及面板堆石坝要特别关注天然建材是否满足要求。水工隧洞要注意进出口的围岩稳定性及围岩分类。围堰重点要注意覆盖层的渗透性。但实际工作中，我们有些同志不注意学习水工方面的知识，头脑中缺乏工程概念，不会针对工程的特点和要求布置勘探工作，在分析评价工程地质条件时，抓不住要点，缺乏针对性，评价肤浅，没有深度。作为一个高水平的地质师，应该是一个头脑清晰、知识丰富、工程概念强的人。

（2）作为水工设计人员，也应当了解一定的工程地质知识，既包括地质基础知识，更包括与工程有直接关系的工程地质知识，只有在掌握了一定的地质知识后，做设计才得心应手，才会掌握设计的主动权。

建议设计师可以从以下几方面作一些基本的了解：

一是了解几种主要岩石的工程特性及主要问题。地球上存在着三大类岩石：火成岩、沉积岩、变质岩。火成岩是地壳分布最广的岩石，其中花岗岩、玄武岩、凝灰岩、流纹岩等是我们通常见到的，湖南地区的花岗岩较多，其最大特点和常见工程地质问题是不均匀风化问题。沉积岩是层状岩体，种类很多，最值得关注的是可溶岩的溶蚀问题和软弱岩层的强度问题。变质岩通常是比较古老的岩石，一般地质构造较发育。

二是了解地质年代与岩石特性的关系。地球的生命大约40亿年，最古老的岩石10余亿年，从前震旦纪到第四纪分为若干个地质年代，同一地区不同时代的岩石有一些不同性质和典型特征。如湖南地区，泥盆系跳马涧组通常是坚硬的石英砂岩夹页岩，节理裂隙发育。三迭系嘉陵江组灰岩岩溶一定较发育。

三是了解常见地质构造的类型和工程性质。如各种断层名称，断层的一些基本要素，断层性质与工程的关系等等。

四是风化作用、风化岩石与强度的基本关系。

如果能够掌握一些基本地质知识，在概略了解工程区的大致情况下，设计人员就能估计可能存在的主要地质问题。在做设计规划时就会心中有数，对设计大有帮助。

工程地质与水工设计存在着密不可分的关系，互相学习，互相掌握，有利于提高工程勘察和工程设计水平。