工程地質論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇工程地質論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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1.1水文地質類型區的定義

所謂水文地質類型區,就是根據巖層下面地下水的分布形態、地貌特點以及含水層的成因相似性即其附近的巖石結構條件等內容對地下水進行不同區域的劃分,使其按照各自的特點形成獨立或相對獨立的地下水分布區域。

1.2水文地質類型區的特征

在將地下水劃分為不同水文地質類型區時,要使其形成一定的特色,即能夠與其他水文地質類型區有著明顯的不同特征。一般來講,每個水文地質類型區獨特的特征應該從地下水的流域面積及水流流動特點開始分析,并對其周邊的地質與水文地質情況進行調查,指出其在自身空間范圍內的地下水存儲與運動,以及其自我補給、徑流和排泄的方式和過程。

1.3水文地質類型區的劃分原則

從上述對水文地質類型區的定義域特征分析可以看出,其區域的劃分并不是隨意進行的,而是通過一定的原則、規律和標準而進行區分的。一般來講應該遵循以下原則:¹水文地質類型區的勘查要能夠與地下水的評價進行密切的配合,只有這樣,才能夠提高類型區勘查的實際作用。水文地質的成因主要是由于地下水與巖層共同作用而形成的,因此,在水文地質的勘查中也要能夠密切注意地質成因的研究工作。»要能夠將地下含水層的各種介質類型與地質的巖性、埋藏條件以及地下水化學類型等進行密切的結合,只有這樣,才能夠擴大水文地質勘查的范圍。水文地質勘查區的劃分要能夠達到分類命名簡單、便于水政管理等目的。

2工程勘查中水文地質的勘查要求

在實際的建筑工程設計中,對于水文地質的勘查各自有著不同的側重點,因此,應該在明確了巖土工程對于水文地質勘查的要求以后再進行實地的地質勘查。繼而通過勘查所得的資料,對當地的水文地質條件進行分析。一般來講,需要注意以下幾點要求:

2.1自然地理條件

在水文地質勘查中,首先需要對自然地理條件情況進行勘查和研究。自然地理條件主要包括地貌地形以及氣象水文特征等內容。其中,氣象水文特征主要指的是建筑工程所在地的氣候條件,主要包括氣候帶的分布情況,熱量以及濕潤情況等。

2.2地質環境

在水文地質的勘查過程中,水文條件與地質是分不開的,因此,需要對地質情況進行熟悉和了解。地質環境涉及的內容主要包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構造運動等方面的內容。

2.3地下水位情況

地下水位勘查是水文地質勘查的重點項目,其勘查的內容主要包括近年來地下水位的最高水位以及最低水位以及水位的變化趨勢,地表水與地下水的補給關系以及地下水的補給排泄條件等,地下水位的變化情況對于巖土工程的建設和后期使用都具有重要的影響,因此要加強對地下水位的勘查工作。各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度。主要研究的內容包括,含水層的分布、厚度及埋深;通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等;場地地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建筑材料的腐蝕性等。

3工程地質勘查中水文地質問題評價內容分析

在工程建設過程中,對于工程質量影響較大的水文地質因素有很多,主要包括地下水位及變動幅度、地下水的類型、土層或巖層滲透性的強弱及滲透系數以及含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系等。為了綜合提高地質勘查水平,需要對地質勘查中涉及到的水文地質問題進行重點研究。通過對水文地質條件的分析,不僅能夠對水文地質問題有明確的認識,而且能夠對地下水對工程地質的影響做出明確的評價,進而能夠針對可能出現的情況采取一定的措施。這能夠在很大程度上消除建筑工程建設的盲目性,提高建筑工程的整體建設水平。很少有針對實際的工程需要來分析地下水可能會產生的危害的報告,這是當前的地質勘查工作中的缺陷與問題,必須要進行改進與完善。為此,筆者提出,在未來的工程進行地質勘查時,至少需要從下述幾點內容對水文地質進行評價:

3.1注重地下水對巖土體和建筑的影響

在工程建設過程中,地下水是影響建筑質量的重要因素,因此,在工程地質勘查中,應重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,做出相應的防治措施的準備工作。

3.2水文地質對地基的影響

對于一項建筑工程來講,地基是最重要的部位,其施工質量的好壞,直接關系到整個建筑工程的質量。因此,在工程地質勘查的過程中,要能夠加強研究與地基有關的水文地質問題。工程地質勘查中要密切結合建筑物地基基拙類型,查明與該地基基拙類型有關的水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料。

3.3加強對地下水賦存狀態和變化規律的研究

在工程地質的勘查過程中,要能夠對水文地質自身的狀態進行分析和研究。在地下水勘查過程中,應該對地下水的天然存在形態和今后可能的變化情況進行科學的研究,此外,更為重要的是,要能夠對地下水的存在對于建筑工程的建設以及使用情況產生的影響進行分析,從而能夠避免地下水對建筑工程造成的負面影響。此外,值得注意的是,地下水位的存在和變化情況對于每一種建筑物都具有很大的影響。因此,在進行工程地質分析的時候,要能夠對地下水位之上和地下水位之下的情況進行區別對待。

4地下水位變化對巖土工程的影響

膨脹性巖土如果產生不均勻的脹縮變形,大多數情況下都是因為地下水位的升級所引起的,如果升降變化比較大就會導致嚴重的地裂災害的發生,進而對建筑物產生較大的破壞,甚至會造成坍塌。所以在發現地下水位出現頻繁升降變化的時候,要給予足夠的重視,在進行膨脹性巖土地區的勘查工作過程中,應著重對該地區的水文進行詳盡的研究和數據分析,進而掌握地下水位的升降變化規律。只有通過對地基基拙深度的選擇依據水文的地下水位變化這個原則的有效執行,就可以盡可能避免出現變形和受損。如果當水位壓縮層的范圍內變化,就可能會讓地基發生軟化現象,導致地基強度降低,就可能讓建筑物發生沉降和變形,所以在實際施工中一定要對地下水位的升降變化給予高度重視,以避免對巖土工程產生破壞和影響。

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從以上三種定義的實質中均不難看出，工程地質學強調的工程和地質的關系，研究的是人類工程活動與自然地質環境的相互作用。但是，近年來工程地質學科卻正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質學被異名為巖土工程學，工程地質勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲，學術界有此呼應，一些大專院校也紛紛效仿，甚至工程地質這個專業在高校也被取消了。一時間，似乎工程地質已經成了守舊傳統，巖土工程才是先進時髦的，才是可以適應市場經濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。

這些年來工程地質勘察的不景氣以及市場競爭的不規范化，工程地質勘察隊伍增加了巖土工程的業務是完全必要的，但將巖土工程作為工程地質的救世主，則值得商榷了。

根據筆者的理解，巖土工程是一項工程應用技術，是針對地質體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設計和施工過程的總稱。巖土工程的任務是“處理”地質體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求，因此又有“巖土工程處理技術”的別名，說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術。確立工程地質學是一門獨立的學科，盡管也僅僅是本世紀初的事，并不象數學、物理學、天文學等等著名學科那樣歷史悠久，然而，之所以將工程地質定義在“學科”這樣的高度上，是因為她具備學科的一些基本特性和基本理論，這就是地質學的基本特性和基本理論，換句話說，工程地質學的基本理論就是地質學(當然更包括數學、力學、化學等等)，因此，又將工程地質學界定為地質學的一個分支學科或應用學科，這是符合實際的。工程地質學的最新定義也是較為全面的：研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學。顯然，工程地質與巖土工程盡管有相似之處，但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質學科的一個分支，好象還說得過去；而反過來用巖土工程來代替工程地質，則實在有些牽強附會。

1997年6月20-27日，國際工程地質學會在希臘召開了一次學術討論會，會上決定將本學會名稱改為：國際工程地質學與環境學會。我國組團15人參加，王思敬任團長。隨后國內也有人提出工程地質學會改名，以便與國際接軌，但一直未獲通過。在近幾年的中國地質學會工程地質專委會會議上，學科和學會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質界的前輩專家學者們多數也不同意更名，認為如此嚴肅的基礎性應用性學科，沒有必要放棄自己的傳統風格，我國的工程建設任務十分繁重，工程地質學科的研究和發展前景仍然是艱巨和光明的。

2.工程地質工作的任務

在工程建設中，工程地質工作的任務十分繁重，也異常艱巨，主要任務是：①選址，選擇在地質條件上相對最優的工程建筑地區或場地；②評價，闡明工程建筑區或場地的工程地質條件，進行定性和定量的工程地質評價，準確界定工程地質問題；③預測工程建筑物興建和運用過程中地質條件的可能變化，為研究改善和防治工程地質缺陷的措施提供依據；④調查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地質專業的尷尬

工程地質專業是工程建設的基礎性專業，沒有這個專業，一切工程建設均將成為空中樓閣，這是常識性問題，我們在這里反復強調好象有些多于。然而，現實確讓這一基礎性專業處于一個十分尷尬的境地，主要表現在：

①工程地質專業本身的特殊性、復雜性和實踐性；

②專業不景氣，社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應，工作環境、工作條件的局限，擇業行為中的浮躁動機，專業本身的局限性；

③規程規范存在的問題；

④工程地質勘察技術的局限性；

⑤相關專業對工程地質專業的輕視；

⑥長官意志，某些決策者對工程地質專業的無知或輕視；

⑦世人對工程地質專業的不了解與不理解。

4.在工程建設中的地質教訓

由于地質問題而嚴重影響工程建設的實例太多，教訓太深刻，順手拈來幾個實例：

①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題；

②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題；

③貴州東風水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題；

④烏江彭水水利樞紐前期工作重復問題；

⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題；

⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設的重大影響，葛州壩、西津溢洪道等。

5.工程地質在工程建設中的決定性作用

任何地質條件下都可以建工程，對嗎？這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題，筆者認為答案是否定的。

①陜西東莊水庫灰巖壩址滲漏嚴重不能建壩；

②小浪底滑坡性質界定對設計的影響；

③天生橋二級水電站移民區是否滑坡對移民安置的影響；

④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環境地質問題，有時可能是決定性的；

⑤地質邊界條件和地質參數對工程設計的影響。

6.相關學科在工程地質中的應用

①系統工程在工程地質中的應用；

②計算機技術在工程地質中的應用；

③遙感、物探、GPS等；

④水工設計施工與工程地質的關系。

清晰的工程概念是地質師所必需的。潘家錚院士對地質師的要求：應該有系統地學習水工建筑物的基本設計理論，計算方法，以及地基缺陷的影響，各種處理的措施，各種成功和失敗的經驗；最好補一些數學、力學、水力學、巖土力學、巖石試驗、有限元分析和計算機應用等方面的基礎課。五十年代初，由于我國水利水電工程地質專業人才奇缺，一批設計師改行從事工程地質專業的學習和工作，后來大都成為工程地質專業的優秀專家。實踐證明，地質師的工程概念清晰，地質工作會得心應手；反之則可能事倍功半。

7.工程地質要面對現實著眼未來

汪恕誠部長最近講話強調：不能老修改設計，因為搞招投標尤其是國際合同，修改設計就意味著被索賠。修改一個設計，似乎節省了某一個工程量，而索賠量比這個還大，大量修改設計怎么得了？汪部長的這段講話似乎在批評設計，實則是水利水電工程地質的一個千載難逢的新的契機。

如何理解汪部長的這段話？我們認為首先要搞清楚為什么修改設計，水利工程因為地質問題而修改設計的可以舉出若干例子來。

修改設計往往賴地質，我們當然可以理直氣壯地說：前期地質工作投入不夠，工程地質條件不清楚，地質基礎資料不準確，工程地質分析出力不夠或分析工作的深度不到家，工程地質問題的界定不明確或界定有錯誤，學術技術問題得不到廣泛的討論和爭論，工程地質問題的真理有時往往掌握在少數人手里。

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從上世紀80年代開始，地質工程學就在我國誕生了，地質工程學主要就是對地質災害的防治所進行研究的。地質災害工程涵蓋著對地質災害的防治以及巖土兩個重要的層面，其中的巖土工程則是施工間所設計到的開挖巖土體的加固處理。從巖土工程地質災害的主要類型特征層面，不同的地質災害類型就有著不同的特征，巖土工程中的泥石流地質災害類型是降水作用下，溝谷以及山坡等出現的攜帶大量石塊及泥沙物體的洪流，主要是表現為固體流動和液體流動相結合的混合物，這一地質災害類型受到棄土棄渣的防護不合理所致，再有就是在開挖過程中沒有科學化進行。再者，巖土工程地質災害中的滑坡類型也比較常見，主要是地下水以及河流的沖刷等使得斜坡的巖體或者土地的軟弱地帶發生的下滑情況。滑坡地質災害主要的由于強降雨或者強降雪所致，還有就是受到地表水沖刷、浸泡等也比較容易發生滑坡地質災害。巖土工程地質災害類型中的崩塌也是比較常見的災害類型，這一地質災害主要就是由于根部的虛空使得陡坡裂縫分割巖體而發生局部的折斷等狀況，這樣就失去了原有的穩定性鞥發生翻滾。崩塌地質災害主要是受到礦產資源開采及道路邊坡開挖影響比較嚴重。另外，巖土工程地質災害中的地面變形也是常見災害之一，這一類型的地質災害主要有地面的沉降額塌陷，或者是出現裂縫等。地面變形的地質災害受到區域內地表水的大量抽取以及表面的熔巖和對礦產的不合理開采的影響比較嚴重，所以在對巖土工程中地質災害的防治過程中就要能夠結合實際進行處理。

1．2巖土工程地質災害的成因分析

巖土工程地質災害的成因根據類型的不同也會有著多種成因，主要體現在受到地形地貌的影響比較顯著，我國是地質災害最為嚴重的國家之一，每年由于地質災害所造成的損失比較巨大，這對多個地區的經濟發展有了限制。從巖土工程地質災害的主要成因層面來看，分為自然因素及人為活動因素，其中的人為活動因素是造成地質災害比較重要的影響因素，由于在一些建設和開發開采等活動的實施下，就對原有的地質自然形態造成了破壞，從而引發了一些列的災害，其發生和地質本身的關系并不大，主要就是由于人為破壞的。對于巖土工程的地質災害的發生是在自然地質演變和氣候的變化下逐漸形成的不穩定狀況，經過人為活動對這一不穩定活動的破壞，加快了地質災害的發生。地質災害的發生對人們的經濟財產以及生命等都有著很大的危害，這也是災難性的事故。另外就是巖土工程地質災害的自然因素，這一影響因素也被稱為是第一環境問題，不會因為歷史變遷而發生變化。地形地貌的影響以及水文氣候的特點和地質環境的特點等都會對巖土工程地質災害的發生起到促進作用。

2巖土工程地質災害的有效防治措施探究

第一，對巖土工程地質災害的防治要從多方面進行考慮分析，采取多樣化的防治措施，由于地質災害的發生需要一定的條件促進才能形成，所以為能夠將巖土工程地質災害得到有效防治，就要從源頭上進行消除。首先是對巖土工程的實施過程中，要能對地質災害的勘察得到充分重視，地質災害額發生和地質狀況有著緊密的聯系，這就要對地質的實際狀態加強勘察，進而保障巖土工程施工中的安全性。具體的措施就是先成立地質勘察小組，對巖土工程施工的地區進行實際的勘察，對施工場地的地質特征以及形成原因加以詳細化分析，然后對地質災害發生可能程度進行評估，并要定期的到現場實施觀察。第二，當前我國的科學技術有了很大程度的發展，將其在巖土工程施工的有效應用對地質災害的防治就有著積極作用。從我國地質災害監測預警體系的發展過程中來看，有的是通過先進儀器設備誒等進行的專業監測，還有的是通過群眾參與的群測群防。總體而言，對巖土工程施工過程中的地質災害防治要能將“感”、“傳”、“知”、“用”這幾個層面得到準確的掌握，其中的感就是對監測數據進行采集，再通過移動終端對所采集的信息加以傳遞，這樣就能通過衛星傳回監測的數據，然后再對這些數據加以處理分析并建立模型，對地質災害的狀態以及發展趨勢加以判斷，最后就是采取輔的決策對地質災害監測預警以及搬遷轉移等措施提出。第三，對巖土工程地質災害的防治還需要開展相應的防治工程設計，結合實際巖土工程所受到的災害情況進行對防治的途徑加以確定，然后再按照災害的發生程度以及對防治目標的確定等對防治的實際強度和工作量詳細的制定，例如采取支擋或者排水以及加固等方面的措施進行實施。從工程層面來看采取工程型防治是地質災害最為主要的防治措施，工程開展過程中要進行實施削方減載，并把緣地表排水及開展前緣支擋的方法對實際的施工要求加以滿足，在工程防治方面要能結合實際來采取相關措施。第四，而采用生物防治的措施，則主要是通過植樹造林以及草坡護理等方式實施防治，這在環境保護以及防治的時間上都有著較好效果的呈現。還可再用地質災害的避讓措施的實施，巖土工程施工過程中通過避讓措施能夠對地質災害的損失降到最低。對于災害隱患點及變形斜坡在雨天所采取避讓措施比較有效，如在下雨天可讓比較容易發生地質災害的群眾及時的搬遷，在對這一措施實施過程中要能有效遵循就近以及不受災害威脅的原則。對于有著較大危害的采取避讓措施是比較有效的。

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張菊明等對風化帶分布、多層地層等地質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，為工程地質三維可視化軟件的開發準備了數學基礎，并借助AutoCAD平臺實現了復雜三維地質圖形的顯示。國內的靈圖VRMap地理信息系統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建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開發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據，建立起三維空間復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，在面向具體專業時，需要添加或擴充專業模塊，比如工程地質專業模塊等。

縱觀國內外幾種軟件的研究與開發現狀，它們為工程地質三維建模與可視化打下了很好的技術基礎，提供了很寶貴的開發經驗。但是，對于工程地質專業的地質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生產與研究的專業功能需要。因此本文將從分析工程地質的三維建模和可視化的關鍵技術問題入手，簡單描述作者在工程地質三維建模和可視化方面的初步開發研究成果。

2關鍵技術問題分析2.1離散數據的插值與擬合

工程地質復雜地質體中的各種地質信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節理、風化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學、巖土體的物理力學參數或數據的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數，它們的擬合函數要根據實際勘測數據建立，實測數據越豐富，越能夠真實描繪出這些信息的空間分布規律。地表地形測量數據、地下水位埋深測量信息等的單值曲面圖形生成可歸結為雙自變量離散數據的插值和擬合，多值曲面如倒轉褶皺和空間等值面等，則應采用多參變量插值等其他一些較復雜的方法。空間曲面插值函數有以下構造方法，如與距離成反比的加權方法(Shepard方法)，徑向基函數插值法(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地層界面、地球物理勘探數據、地球化學勘探數據以及巖土體物理力學參數在地質體空間的分布。

2.2三維數據結構

工程地質體一般是不規則形體，在計算機圖形學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。地質體三維空間數據結構是工程地質三維建模和可視化的基礎，這就要求必須具備有效的分層的三維數據結構，能夠確保人機交互和查詢的實現。

2.3曲面求交

地質體中存在大量各種層面，當出現地層不整合、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；地質體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過數學方法擬合出的巖層面或地下水位面不應超出地表曲面，即超出部分不應顯示。同樣的，當顯示多層地層時，下面的每一巖層應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，地質界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質界面（層面）之間的相交，和地質界面與剖面的相交兩類問題。

2.4三維拓撲結構分析

從地質學角度看，拓撲是地質對象間關系的表格，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)等的地層學關系及地質空間位置關系。拓撲也可視為允許這些地質關系合理儲存的數據結構。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，它們之間的拓撲關系就是相鄰和同一的關系，在存儲數據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，大大減少數據存儲量。評價地質模型系統的優缺點往往決定于描述地質對象所用的拓撲結構[4]。

2.5可視化技術

工程地質復雜地質體可視化，是利用計算機技術將工程勘測獲得的數據，轉換為形象直觀的便于進行交互分析的地下地質結構空間形態的立體圖和剖面圖形，其基礎是工程數據和測量數據的可視化〔5〕。利用可視化技術可以從龐大的地質勘測數據中構造出地質工程中對于邊破穩定性和地下硐室變形破壞等起關鍵作用的巖層和結構面，并顯示其范圍、走向和相互交切關系，幫助工程地質人員對原始數據做出正確解釋，繼而為工程地質分析具體問題提供決策支持。

3工程地質三維可視化技術的初步開發與應用3.1研究框圖

工程地質復雜地質體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。

基于離散采樣數據的插值與擬合的思想，即將離散數據轉化為連續曲線曲面,工程地質復雜地質體三維建模與可視化的過程是，從勘探數據庫中提取各種地質信息的坐標位置及巖土體的物理力學參數，通過不同的擬合與插值函數得到地質層面(曲面)和地質實體的三維計算機圖形顯示，表達地質信息在研究區域內的分布規律。生成地質巖層面和地質實體后，實現從任意角度觀察建立的模型，實現根據指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。

3.2初步開發與應用3.2.1工程勘測空間數據庫管理

在收集整理現場勘測數據后錄入金沙江某水電工程勘測空間數據庫各分項數據表，這些數據表不僅包括地質信息的位置數據，更重要的是提供屬性數據。

以地層巖性數據表為例，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、接觸關系、地質描述等數據。隨著工程勘測的進展，能夠方便地修改補充和管理勘測數據。圖2是工程勘測數據庫中鉆孔地層系統數據表的管理界面。

3.2.2三維瀏覽

通過孔口坐標和測量數據等的離散數據的擬合和插值法繪制壩址區的右岸地表曲面網格（圖3），進而可在三維圖形環境中進行虛擬現實瀏覽觀察（圖4）。

3.2.3三維地質立體圖

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

3.2.4三維可視化查詢

通過圖形與工程勘測數據庫中的屬性數據的鏈接，實現可視化查詢地層巖性和其他工程地質信息，最終完成向三維地質信息系統的轉變。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據表中的巖石名稱字段對應鏈接，能夠查詢地層的巖性，地質年代，起止深度和地質描述等工程地質人員關心的地質信息。

4結論

(1)運用先進的可視化技術與交互圖形技術建立數據庫，存儲和管理現場勘探實測和試驗數據，建立工程地質體的三維模型，工程地質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)區域隨時補充信息來自動顯示地質信息在研究(工作)區域內的分布，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現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，指導下一步勘探或研究工作的實施。

(2)工程地質三維建模與可視化的深入研究，可以充分利用已有現場勘探實測或試驗數據，達到節約投資減少勘察或研究成本的目的。當現場勘探和試驗數據資料不足情況下，通過對已有數據的插值與擬合到建立三維模型，可以推斷和預測未知區域或研究較少區域的地質信息或巖土體物理力學參數的分布趨勢，從而為減少勘探工作量提供科學的可靠的依據，達到節約花費，為生產或研究部門產生直接經濟效益的目的。

(3)工程地質巖土體是復雜的不規則形體，存在各種地質巖性層面、結構面以及各種空間分布的地質與力學信息，完全表達地質信息的空間分布及巖層和結構面間的位置關系，工程地質三維建模與可視化研究是大有作為的。

參考文獻：

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[4]孟小紅王衛民姚長利等.地質模型計算機輔助設計原理與應用.北京:地質出版社，2001,4-8.

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1我國地質環境和災害突出和嚴重性

我國環境地質和災害地質極為突出和嚴重，而且有日益惡化之勢。例如我國在經濟調整增長的同時，災害的損失也日漸增大。1989年，災害損失525億元，1990年為616億元，1991年達1050億元，占國民生產總值的1/6。如不考慮物價上漲因素，災害所造成的經濟損失增長1990為17．33％，1991年高達70．45％，問題嚴重，不容忽視。

要把保護地質環境，減輕地質災害工作看作是創造財富的工作，其在社會發展中的作用與地礦勘查工作相同。

水資源的開發利用和合理調配是今后我國值得注意的重大問題。此外，地下水日益短缺，水質不斷下降，過量開采還引起地面沉降、海水入侵等一系列地質災害。土地利用不當，帶來了水土流失、石漠化和沙漠化問題。一些跨世紀的重大工程，對區域的生態平衡和環境也存在著巨大的影響。因此，開展地下水資源和地質環境研究對我國經濟發展和社會穩定具有重大意義。

這方面的研究工作：一是要圍繞重要經濟區和國土整治區、重要城市、重點工程項目、重要交通干線和重點礦山，開展地下水資源合理開發利用和科學管理水資源與環境協調發展、區域地殼穩定性、地質災害預測與防治、地質—生態環境效應、污染的防治等方面的研究，為合理利用水資源、改善和保護環境、減輕地質災害、促進經濟建設和社會發展服務；二是加強區域地質—地球化學環境、生物地球化學特征、生態效應與系統控制，為人類健康與發展農業服務。

2我國地質環境和災害問題研究分析

由于我國地質環境和災害問題突出，除繼續密切結合國土開發整治和國民經濟建設需要，進行完善地質環境區劃和區域評價，加強發展地質環境和地質災害監控—預報—減輕系統以外，要重點開展以下幾個領域的工作：

2.1干旱地區水資源的調查開發利用與保護研究我國干旱區面積占全國面積1/4以上，主要包括新疆大部，內蒙古、甘肅、青海西部、寧夏等，降水量不足200毫米。這里，土地資源、礦產資源飛能源和氣候資源都比較豐富，農業、工礦業發展潛力比較大，但發展中的最大制約因素就是水資源問題。因此，加強西北干旱地區水資源的開發利用與保護研究，具有開發西北超前的戰略研究意義。

2.2我國西南巖溶石山生態環境治理與農業持續發展試驗基地研究我國西南六省巖溶區是世界上最大的聯片巖溶區，是我國重要能源和有色金屬基地。然而近年來石漠化發展速度很快，生態惡化，人民生活貧困，是我國當前最貧窮的地區之一，嚴重制約了當地經濟、社會發展，甚至還會威脅到長江、珠江中下游的生態平衡和發展。西南巖溶地區又是我國四大生態脆弱帶（黃土、沙漠、紅壤土、巖溶）之一，過去國家對其它三個類型的研究，已有較大持續的科技投入，有力地推動了對它們的治理。但對巖溶區，僅“六五”期間組織過一次以治水為主題的攻關，而在基礎問題上無重大投入。

為了盡快改變巖溶山區落后面貌，要在這一地區選出的基礎問題和應用問題開展多學科、多部門的綜合治理試驗基地研究，為巖溶石山治理、資源的合理評價開發、促進西南地區持續發展提供可靠的科學基礎，對全區乃至全球巖溶石山治理都可起示范作用。

①巖溶地區四層圈之間相互作用規律（碳、水、鈣及其它元素環）。②西南巖溶石山的形成演化與人地協調發展關系研究。③巖溶地區資源形成機理和分布規律。④巖溶生態系統的類型、展布規律與經濟開發關系。⑤巖溶地區石漠化的形成條件飛機理和演變過程。⑥巖溶石山區人口、糧食、環境、經濟持續協調發展戰略。

2.3東部沿海地區環境與災害監測、預報和防治系統研究東部沿海地區作為我國經濟改革的窗口，近十幾年來獲得了迅速的發展，成為我國一個重要而又獨特的經濟區域。但是，不能不看到，隨著沿海經濟建設的迅猛發展和對海洋資源的大規模開發，也帶來了日益嚴重的環境問題和災害的激發，自然環境正在進一步惡化。

20世紀70年代以前，我國只有零星的地區發生海水入侵。隨著沿海開發，大量超采地下水、海水入侵范圍不斷擴大，遼寧、河北、山東、江蘇、廣東等省的沿海城市均出現了不同程度的海水入侵。北方城市尤為嚴重，如膠東灣海水入侵速度已從每年數十米增加到每年401米，入侵范圍達627平方公里。海水入侵使陸地上的淡水資源遭到破壞，更加劇了水荒。同時，使大片土地變成鹽荒地，僅山東萊州地區因海水入侵造成的工農業損失累計就高達50億元。過量開采地下水造成的另一災害是地面沉降。我國東部沿海地區已近20座城市出現地面沉降，上海、天津兩城市最大累計沉降量達到263厘米左右，位于長江三角洲的蘇州、無錫、常州、嘉興、肖山地區已發展成數千平方公里的沉降帶，滄州、保定等地的城市地面沉降達2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破壞，地下管道斷裂，加大了海水入侵和內澇積水的危害。

人工采砂、淡水截流、亂采亂挖珊瑚礁和砍伐紅樹林造成海岸的侵蝕，如海南清蘭港沿岸，近十年來海岸線后退了150～200米。海岸侵蝕使海岸建筑、土地資源、旅游資源遭到破壞，威脅到港口、碼頭的安全。

在我國海岸帶上的一些城市、港口、海灣出現了不同程度的環境污染，有的地區甚至相當嚴重，大大超過了國家標準。污染不僅給漁業、鹽業、旅游業造成損失，而且誘發赤潮災害的發生。近年來，我國赤潮發生頻率增高，每年數十次，給生態環境、漁業生產帶來破壞，也威脅到人民身體健康。

特別需要指出的是，沿海地區災害造成的損失有日益增長的勢頭。據統計，由海洋災害造成的損失，20世紀50年代平均每年不足1億元，80年代初期平均每年5億元，1992年則高達100多億元。在某種程度上，海洋災害已成為制約沿海經濟發展的因素之一。

沿海地區在國民經濟建設中占有舉足輕重的地位，沿海開發正顯加速發展態勢。而我國海岸帶從北向南跨越了不同的古板塊，地質環境相當脆弱復雜，一旦遭到破壞，要花很大財力和物力才能恢復。面對這種情況，除了加強對沿海地區開發的綜合管理，建立健全資源、環境合理開發、綜合利用和保護的法規體系，處理好資源、環境和建設的關系以外，要加強對該區環境與災害監測、預報和防治系統的研究程度，力求控制重大地質災害的突然發生和嚴重危害，減輕地質災害造成的損失；另一方面，深入研究各類地質災害的形成機制和發生、發展規律，研制和推廣主要地質災害的調查方面的監測、防治技術。通過這一地區的研究，為全國各地區環境、災害監測、預報和防治，為減輕地質災害積累經驗提供依據。

2.4地表過程與土地的可持續利用研究最近國際地科聯為了參與并推進《21世紀議程》的開展，成立了環境規劃和管理地質學專門委員會（COGEOENNIRONMENT），以便更充分地發揮地質學在環境保護中的重要作用，提高公眾和決策者對地學在有效地管理和保護環境及其資源的重要性認識。最近，該委員會向環境問題科學委員會（SCOPE）提出開展《地表過程與土地持續利用》研究的建議，作為地科聯參加持續發展工作的一個項目，以便在國土利用和規劃中發揮地質學家的作用。

最近一系列研究表明，地表過程對土地狀況有著極大的影響，它們可以限制或增強土地利用變化和工程建設的可能性。據國際地科聯主席W．S·法伊夫（1993）研究，全球表層土壤的年損失率達0．7％，水土流失產生嚴重地質生態后果甚至已超出糧食供應本身的問題。我國不少地區水土流失的情況日趨嚴重，不僅使土壤厚度變化劇烈，而且造成土壤養分降低，土質變差。為了協調和持續發展，我們應從對各種地表過程研究入手，并定量評價水土流失現狀，進而提出地質上的治理措施和方案，以便探索不同類型地區的地表過程與生態系統和農業持續發展的關系，使土地能為人類的繁榮和社會發展而得到持續的發展。

2.5城市廢物的地質安全處置研究目前，城市規模不斷擴大，人口集居密度不斷提高，從20世紀50年代到20世紀80年代，城市人口由0．6億增加到2．2億，城市廢物迅速增長。據1985年粗略統計，僅我國城市垃圾量年產已達5188萬噸，其增長率超過10％，預計現在年產量已達到1億多噸。我國城市廢物排放量大，而且集中，不但至今基本上未得到妥善處置，而且其數量有大幅度增長趨勢，對大氣、地表水和地下水的污染非常嚴重。此外，我國核廢料的安全地質處置，特別是高放射性核廢物的安全隔離還是一項艱巨的任務。為此，地質學家要與其它自然科學家一起，研究城市廢物的地質安全處置技術和方法，實現廢物的安全處置。

2.6化學定時炸彈與人類的生存和健康人類活動對地球環境的影響日益加劇。因此，協調人地關系，探討人地作用機理，揭示人類生存與環境之間的內在聯系，已成為維護人類繼續繁榮和不斷發展的關鍵，并開始成為人類認識地球新的出發點和突破口。

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1.1全斷面開挖法全斷面開挖法又被叫做全斷面掘進法。在隧道設計中開挖斷面，從而可以在一次施工中完成開挖斷面的方法。一共有三種方式開挖:新奧地利全斷面開挖法、護板全斷面開挖法和掘進機護板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對簡單，一般常規的工作順序有:使用移動式鉆井臺車，先全斷面一次鉆探并進行裝藥，然后鉆進小車返回到50m安全位置外，然后引爆，一次爆破成型，將鉆孔車開往開挖面推入到位，開始鉆探及爆破作業的下一個步驟。與此同時，在施工前的防水隔離層作為初期的支護，進行第二次的堆砌。這個步驟主要有兩個點比較重要:一是增加了機械施工用具進行二次噴作業，通過兩次的噴，可以穩定地基并且可以加速隧道施工的進度;第二是必須提前進行混凝土的鋪設，并且不滯后200m。這是確保安全質量的一個重要的方法。全斷面開挖法主要使用在Ⅰ～Ⅲ級圍巖。全斷面開挖法的工作特點:優點在于，在一個開放的地點施工，可以相對多一點的使用大型機械;只需要一次開挖，就可以進行工作，加快了工作速度，降低了工作中產生的不必要的干擾。缺點在于，施工連續性很強，需要高度的機械化用具的支持，若某部分出現問題，整體進度都會被影響。

1.2臺階法臺階法又分為正臺階和反臺階法。施工在穩定性差的巖石，整個隧道斷面分為若干層，由上到下段開挖，前后各從一個小一些積極步驟形成開挖面。上部臺階的鉆研作業和下部臺階的出渣可以同時進行，而使效率可以改善。之后，整個斷面開挖出來后，然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的第一層頂部的第一個挖掘是一個彎曲的導坑，需要鉆更多的井眼，以防止倒塌。導坑超前距離很短，使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑，以減少扒碴的工作量，提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動，應立即用臨時支撐螺栓或鋼拱坑，以防止倒塌。臺階法作為目前的最廣泛的應用方法，缺點在于上部作業和下部作業有相互的干擾，這時候技術人員和施工人員就應該注意下部作業對上部結構的穩定性的影響。

1.3分部開挖法較為軟弱的圍巖不能大斷面的開挖，應該采取分部開挖的方法。當前的分部開挖法有三個主要形式:預留核心土法，雙側壁導坑法，交叉中隔壁法和中隔壁法。預留核心土法主要用于五到六級的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機械相結合的施工，在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護下，進行第二次的挖掘，這次主要是挖核心土體和下半部的土體，并且進行封底;根據現場的實際情況，再次進行二次襯砌。這類方法的施工穩定性好，施工安全。雙側壁坑導法也稱為“眼鏡工法”，此方法現在兩遍進行挖掘，再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級的圍巖，也是能夠在大斷面土質隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工，初期的支護由下到上，很好的解決了土體承載力的不足，這樣也保護了施工的安全，控制可能到來的危險，避免出現地表下稱的問題。但是這種方法實施起來很復雜，因為在這種方法的應用過程中有太多的工序，讓技術人員和管理人員的工作變的復雜，會拖慢施工的進度，也會讓隧道施工的成本有不必要的增加。交叉中隔壁及中隔壁法，一般都是沿著一邊從上到下分兩到三步完成，每當完成一部分工作時，都要進行專門的保護措施，例如安裝腳手架，中隔墻的建立，支護的搭建，中隔墻需要分布完成，然后再進行另一邊的隔墻的挖掘，他們的分步次數和支護形成與開挖的次數是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進行開挖的那一邊要及時的受到保護，完成相應的幾步之后，可以開始另一邊的施工，這樣兩邊的交叉工作可以同時進行并且減少工作時間。

2復雜環境下隧道開挖施工原則

我們所知道的隧道施工，是將山體內的巖石進行挖除，與此同時，也要保持在施工過程中巖石的穩定性。在隧道施工的過程中，最最關鍵的一步是第一步，開挖。因為在開始施工的過程中，對于圍巖的判斷很重要，不僅需要因地制宜，還要擁有正確的開挖方法和過硬的技術支持。這對接下來的工作有著重要的影響。在進行隧道開挖的過程的工作中，我們遵循的基本原則就是:我們要保證首要前提是圍巖一定要穩定，并且不能對圍巖進行進行大規模的擾動。在這種情況下，我們才能進一步的選擇挖掘方法，也能從速度方面得到突破。再考慮如何進行施工的時候，技術人員需要考慮圍巖的地質條件還有變化的情況，這樣的選擇能夠適應地質條件的變化，能夠保證安全，也要考慮威嚴的穩定性;另一點需要考慮的就是在我們挖掘的過程中出現的意想不到的情況，要能夠及時的應付，并保證部隊施工進度產生影響，不會降低施工的安全性。隧道施工中，影響圍巖穩定的最重要的一個因素是施工人員選擇的開挖方法。所以，技術人員一般在選擇前，都會進行專業性的分析，施工是否安全，是否有難度，穩定性怎么樣，施工時間是多少，經濟問題都會被考慮進去，這樣字選擇出來的開挖方法才是最恰當的。橋隧工程1922014年7期(總第115期)只有有原則的分析和綜合選擇的相結合，才能在如何進行隧道施工的方法上選出最佳方案，而這也是每次隧道施工都要遵守的，也是方案選擇和正確解決問題的正確方向。

3結語

本文在對隧道施工方法的選擇上進行了優化的選擇，并且文章從多方面進行分析，通過模擬現場可能出現的情況，施工檢測相結合，重點探索了在隧道施工時，圍巖和支護結構的關系，應力場可能會產生的變化的規律的研究，驗證了選擇隧道施工方法的可行性:隧道施工過程中，相關人員測量出的數據都是對施工的一種反射，他們之間是有著相互聯系的，并且他們的變化也是有規律的。對于測量的結果，我們做要做的分析就是聯系實際，通過當地的時間，空間的變化的發展來分析，只有將我們所收集到的不同的數據進行一定的分析，不考慮偶然因素，就能在隧道的施工和建設中取得更好的進步。

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一、水利水電工程建設與環境問題

1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應力，誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震，那將是災難性的。從1987年的資料至今，我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發現水庫誘發地震的有13座。

1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區的地下水位下降；④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。

1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。

1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。

二、工程地質工作中存在的問題

2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落后；②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有：①界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；②有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性極大。

2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面：①一旦需要申報項目，立即就要求提交地質報告；②今天剛剛提交可研報告，明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的，由于地質條件不清楚，直接導致投資控制不住，施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。

三、結語

工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業，它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要，是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。近年來，工程地質勘察質量有下滑趨勢，工程地質分析不夠深入，有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]林妙月．區域構造穩定性及地震性危險評價問題[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.

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1、強調對工程地質基本概念的學習。在課堂學習過程中，主要課時都集中于學習在工程實踐中經常用到的專業術語，強調概念的厘清。課堂學習的主要內容主要包括以下幾個方面：(a)地質作用與地質構造的基本知識，包括地質年代的識別、地質圖的識圖、常見地質結構的概念（褶皺、節理、斷層等）；(b)三大巖石（巖漿巖、沉積巖、變質巖）的成因、歸類和鑒別；(c)第四紀地質的基本知識，包括殘積土、沉積土、沖積土、坡積土等概念、成因及對工程的影響；(d)地下水的基本知識，包括地下水的分類、運動基本規律、補給與排泄方式、對工程的影響等；(e)工程地質勘察與分析在具體工程的應用，包括在隧道工程、邊坡工程等方面的應用。

2、強調室內實驗是課堂書本學習的延伸。室內實驗主要目的是為野外地質實習做準備，學習地質羅盤等地質考察工具的使用，同時亦學習通過巖石標本來鑒別各類巖石，還要學習地質圖的填圖和閱讀等。

3、強調課堂學習與室外地質調查相結合的學習方式。從書本上學習到的知識僅僅停留在理論階段，書本上對地質相關概念的描述仍比較抽象，因此，各所高校皆強調野外地質實習對學習該門課程的重要性，把課堂上學習到的基本概念與現實工程中的真實地質條件一一對應起來，加深對基本知識的理解和掌握。一般而言，野外地質實習內容常包括野外巖石的識別、地質構造和地質年代的識別、巖層、節理等產狀的測定和描述等。各所大學對以上工程地質基本知識的學同小異，其目的是對工程地質這門課程有一個基礎的認識和感知，但是，同時，各所高校之間在這門課程內容設置方面有各有所側重。清華大學、同濟大學增加了現代先進的地質勘查技術的學習內容，介紹了地質超前預報的相關方法、原理及應用，比如介紹了地質雷達、紅外線探水、TSP等先進手段在隧道工程建設的應用。中南大學、湖南大學對野外地質實習極為注重，實習內容包括地質認識實習和工程實踐實習兩個階段，實習實踐時間長達20~30天，考察湖南西部地區在建或已建項目所處較為復雜的地質條件，以一個工程建設者的角度參與到實際項目的建設中去認識地質現象。石家莊鐵道大學地質教研室現有8名教師，教授2名，副教授3名，講師3名，其中具有博士學位的4人，碩士學位的4名。獲得的獎項包括校級講課比賽特等獎1名，二等獎1名，校級優秀教師1人，今年主持或參研的省部級及以上科研項目10余項，并承擔省級精品課程1項。雖然教研室在老師們的努力下取得了不錯的教學和研究成果，但是，和兄弟院校的工程地質教研相比，我們仍然存在諸多不足之處。首先就是教師隊伍建設的不足，工程地質是一門經驗型極強的專業，需要足夠豐富的現場工程經驗，因此需要老中青傳幫帶，讓青年老師盡快熟悉和掌握工程地質教學的技巧和方法。其次，對工程地質教學的重視程度不夠，課時設置偏少。最后，教學內容更新不夠及時，工程地質中先進的技術方法在教學中介紹的內容不夠多。因此，為了跟上國內兄弟院校土木工程地質教學的步伐，教學改革刻不容緩。

二、當前土木工程地質教學存在的問題

通過以上詳細的調查和對比分析，目前土木工程地質教學仍存在以下問題：

1、土木工程地質教材的使用各自為政。目前各個高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據自己的講義編排而成，缺乏一個統一的標準，因而導致經典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統一性和協調性。例如中南大學所用的教材為《土木工程地質概論》，浙江大學的教材題名為《土力學與工程地質》，石家莊鐵道大學所用教材題名為《工程地質學基礎》等。

2、在教學內容上與其它課程交叉重復，無法突出本門課程的特色。工程地質是一門基礎課程，是巖土工程、隧道工程等課程學習的基礎，因此，由于與其它學科老師交流不夠充分，往往存在重復講授的情況。比如，以有效應力這個概念為例，在工程地質、土力學、基礎工程等課程都涉及到，由于這個概念的重要性，各科老師為了追求各門學科的系統性和完整性，都會著重講解這個概念，雖然在一定程度可以加深學生對這個知識點的理解，但是從側面也可說明知識的重復交叉導致學業內容的累贅。

3、課時安排過少。目前各所高校對土木工程地質這門課的重視程度，課堂課設課時大多是32~48個學時，因此，老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學安排來看，基本上講解完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后，沒有足夠的時間深入來探討地質條件對工程的影響，往往后面工程應用的章節皆為學生自學。

4、知識學習與工程案例結合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項目不多，同時又由于課時的不夠，這兩部分原因導致學習的主要內容集中在枯燥的理論知識部分，學生容易產生枯燥情緒。

三、土木工程地質教學改革措施

為了很好地解決當前土木工程地質教學中存在的問題，讓學生從這門課程中更多地學習到有助于工程實踐的知識，必須有針對性對當前教學實踐中存在的問題進行改革，具體改革措施如下所述：

1、建立和完善土木工地質程精品課程精品課程建設既是壓力，又是動力。通過精品課程建設，可以找出當前教學中存在的薄弱環節，精簡重復的教學內容，突出本門課程的特色，使土木工程地質這門課的教學目標和任務更加明確。精品課程建設首先就是教材建設，因此，有必要根據新時期土木工程培養目標，并結合當前土木工程建設中出現的新問題、新方法、新技術，編寫一本深入淺出的教材，教材中不僅包含傳統的知識要點和概念，還應包含當前新的地質知識觀點、新的地質勘查手段等，同時還應包含工程實例，讓學生盡可能地更深入地建立起工程地質與工程項目的聯系。精品課程建設中重要的一條就是教師隊伍的建設，因此，有必要加大對教師隊伍的培養力度，引進和培養一批有新視野、新知識的老師，以此給課堂注入新的氣象。

2、注重教學手段和教學方法的革新注意授課的科學性與藝術性，在教學過程中，善于發揮學生的主導地位，采用“討論試”、“啟發式”教學模式。同時，要注重課前的準備，精心備好每一節課，善于總結歸納每節課的重點，以“主線法”講授課程知識。

3、增強對工程地質教學的重視對工程地質教學的重視首先就體現在教學和學習的時間上。盡量安排更多的課時，讓老師有足夠充分的時間去講解基礎概念和工程實例。同時，老師也可以通過其它方式來增加學生們的學習時間，比如規定某個主題，要求學生自主獨立進行文獻調研，完成該主題相關文獻的歸納總結，并加大平時學習報告在總成績中的比例。另外，強化考試試題庫建設，完善考試規范和制度，強化對學生進行專業知識訓練。最后，要重視工程地質實習在教學中的作用，因為該門課程的實踐性很強，需要從大自然中去認識和掌握工程地質現象，使學生鞏固在書本上學到的知識，有感性認識上升到理性認識，同時在野外地質實習過程中，亦可鍛煉學生們的體魄和吃苦耐勞的能力。

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一、水利水電工程建設與環境問題

1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應力，誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震，那將是災難性的。從1987年的資料至今，我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發現水庫誘發地震的有13座。

1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區的地下水位下降；④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。

1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。

1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。

二、工程地質工作中存在的問題

2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落后；②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有：①界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；②有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性極大。

2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面：①一旦需要申報項目，立即就要求提交地質報告；②今天剛剛提交可研報告，明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的，由于地質條件不清楚，直接導致投資控制不住，施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。

三、結語

工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業，它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要，是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。近年來。工程地質勘察質量有下滑趨勢，工程地質分析不夠深入，有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]林妙月．區域構造穩定性及地震性危險評價問題[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.

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2自然地理及地質條件

清澗縣屬暖溫帶大陸性季風氣候區。治理區地下水位埋深大，隱患點范圍內未見地下水出露，工程不考慮其影響。治理區受降雨影響較大，在雨季，降水下滲和產生地面徑流，對坡體的穩定性產生較大危害。治理點位于縣境西北部，屬黃土峁梁狀丘陵溝谷區。擬治理工程滑坡體均為第四系黃土，出露基巖為三疊系上統永坪組。黃土層根據出露情況，依次為：中更新統黃土層（離石黃土Q3eol）、上更新統黃土層（馬蘭黃土Q3eol）、全新統（Q4）。

3地質災害現狀

根據現場踏勘，該滑坡為小型黃土崩塌。在強降雨、凍融及其它外力等條件下，發生再次崩塌的可能性較大，直接威脅道路過往車輛行人、小學45名教師和學生的安危，危險性較大。崩塌形成的原因主要有以下幾點：

3.1地形條件由于本區地處陜北黃土高原丘陵溝壑區，地形破碎、梁峁起伏、下部沖溝常年沖刷坡腳，邊坡高差大。坡面較徒，坡度大于45°，為崩塌形成創造了良好的地形條件。

3.2土體結構條件高陡邊坡的物質主要為第四系中上更新統黃土組成。黃土在干燥情況下，強度較高，壁立性好，遇到連陰雨或暴雨，土體穩定性差。

3.3降水降水是地質災害發生的主導誘發因素。長時間的降雨入滲使土體抗剪強度大幅度降低，易濕陷變形和崩解抗剪強度降低。降水是引起本處崩塌的主要原因。

3.4人類工程活動人類在進行道路改擴建時大量開挖坡腳，使土體的完整性受到破壞而松動。對該地區的穩定性進行分析結果如下：據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001），榆林地區抗震設防烈度Ⅵ度，設計基本地震加速度值為0.05g，本次設計不考慮地震作用。

3.4.1邊坡安全系數根據《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)，按次要工程，取邊坡安全系數Fs為1.15。

3.4.2巖土物理力學性質根據我公司在榆林南部黃土地區的工作經驗，參考臨近場地的工程地質資料，設計對場地松散土的物理力學參數取值如下：（1）馬蘭黃土（Q3）：天然重度γ=18.2g/cm3粘聚力C=35kpa內摩擦角φ=27°（2）離石黃土（Q2）：天然重度γ=19.6g/cm3粘聚力C=50kpa內摩擦角φ=30°

4工程治理方案

4.1工程設計

4.1.1削坡卸載工程由于該邊坡高度大于45°，采用分級開挖的方法，在平臺上削坡卸載。根據坡高，北部坡分3級設2個平臺進行，南部和西部坡分2級設1個平臺進行，平臺寬1.2m，刷方坡面坡比取1:0.85。共開挖土方911m3。

4.1.2護坡工程對坡腳刷漿砌石護坡，刷坡高度為5m，刷坡厚度為0.3m。共需漿砌石26m3。

4.1.3排水方案排水方案分為截水渠、平臺截水渠兩種。截水渠布置在滑坡體的外部，不讓坡體外部雨水進入坡體，同時，收集平臺截水渠的水，排入下部溝道；平臺截水渠布置在削坡平臺上，每個平臺布置一條橫線截水渠，收集削坡坡面水，匯入排水渠中。排水渠：根據實際地形，北面高南面低，在北部坡面一端沿坡體走向設置排水渠，用漿砌石砌筑。截水渠長度為36m，漿砌石20m3。平臺截水渠設置：在削坡平臺的內側，用漿砌石砌筑，坡降取1:100。向兩邊排水渠排水，平臺截水渠長度為26m，漿砌石14m3。截水渠總長度為62m，開挖土方量56m3，漿砌石34m3。

4.1.4植物防護方案在每個削坡坡面上種植檸條、紫穗槐等根系發達、耐旱的灌木，既可起到穩坡固坡的作用，又可美化環境和工程效果。株間距1.5m×1.5m，共約100株，工程驗收前要保證100%的成活率。

4.2施工方法及放線根據場地地形地貌條件，削方按自上而下、自后向前的順序進行，放線時以邊坡坡腳與操場西側水平面為施工定位線，施工放線應保證定位線的施放準確，自定位線向上按設計坡度及臺階刷方并校核上邊界。

5工程實施效果評價

5.1環境影響評價本次治理工作中，其主要的機械設備有混凝土攪拌機、鉆機、挖掘機、發電機等，這些設備在施工過程中，發出聲音的強度較低，不致于達到噪聲污染的程度。本次施工過程中的混凝土制作過程中產生揚塵，對大氣環境不會產生多少影響。施工過程中所排放的廢水不含有任何有毒有害的物質，不含有任何超標因子。

5.2經濟效益評價本工程項目建設區環境質量現狀良好，工程的實施可以完全消除崩塌地質災害對村民及居民安全的威脅，保障人民生命財產安全。

5.3社會效益評價地質災害治理項目的實施，清澗縣下甘里鋪鄉梨家灣村的地質環境將會得到明顯的改善，使得村民能夠安居樂業。

6項目風險分析與控制

6.1項目風險分析按照本項目風險產生的原因及其性質分類如下：（1）管理風險：項目實施單位在管理制度、管理經驗等方面的不足，導致管理不善，成本增加，故存在管理不善的風險。（2）經濟風險：一是資金到位不及時，導致工期延長；二是資金使用不合理，開支與災害治理無關的費用，或專項資金挪作他用；三是受市場因素影響，價格上漲，人工、材料費增加。以上因素均會導致工程造價增加。（3）技術風險：一些新技術條件的不成熟及地質災害治理的復雜性，均會造成技術風險。

6.2項目風險控制為了使項目能更快更好的實施，使項目風險降到最低，對于上述的項目風險就要進行科學合理的控制。（1）管理風險控制：組建地質災害治理領導小組，依法對項目實施組織管理，并聘請項目監理單位對工程進行監理，嚴格按要求執行，確保工程質量。（2）經濟風險控制：資金到位后，設立專門的資金管理賬戶，對項目經費實行專款專用。（3）技術風險控制：參考同類地質災害治理的技術方法，確保設計方案在實際、安全、經濟可靠的情況下進行實施。