地质工程论文范文

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1.工程地质学科的争议

教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学；②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。

从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。

这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。

根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世纪初的事，并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久，然而，之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上，是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论，这就是地质学的基本特性和基本理论，换句话说，工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等)，因此，又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科，这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的：研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然，工程地质与岩土工程尽管有相似之处，但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支，好象还说得过去；而反过来用岩土工程来代替工程地质，则实在有些牵强附会。

1997年6月20-27日，国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会，会上决定将本学会名称改为：国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加，王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名，以便与国际接轨，但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上，学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名，认为如此严肃的基础性应用性学科，没有必要放弃自己的传统风格，我国的工程建设任务十分繁重，工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。

2.工程地质工作的任务

在工程建设中，工程地质工作的任务十分繁重，也异常艰巨，主要任务是：①选址，选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地；②评价，阐明工程建筑区或场地的工程地质条件，进行定性和定量的工程地质评价，准确界定工程地质问题；③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化，为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据；④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地质专业的尴尬

工程地质专业是工程建设的基础性专业，没有这个专业，一切工程建设均将成为空中楼阁，这是常识性问题，我们在这里反复强调好象有些多于。然而，现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地，主要表现在：

①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性；

②专业不景气，社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应，工作环境、工作条件的局限，择业行为中的浮躁动机，专业本身的局限性；

③规程规范存在的问题；

④工程地质勘察技术的局限性；

⑤相关专业对工程地质专业的轻视；

⑥长官意志，某些决策者对工程地质专业的无知或轻视；

⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。

4.在工程建设中的地质教训

由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多，教训太深刻，顺手拈来几个实例：

①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题；

②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题；

③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题；

④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题；

⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题；

⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响，葛州坝、西津溢洪道等。

5.工程地质在工程建设中的决定性作用

任何地质条件下都可以建工程，对吗？这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题，笔者认为答案是否定的。

①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝；

②小浪底滑坡性质界定对设计的影响；

③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响；

④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题，有时可能是决定性的；

⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。

6.相关学科在工程地质中的应用

①系统工程在工程地质中的应用；

②计算机技术在工程地质中的应用；

③遥感、物探、GPS等；

④水工设计施工与工程地质的关系。

清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求：应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论，计算方法，以及地基缺陷的影响，各种处理的措施，各种成功和失败的经验；最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初，由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺，一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作，后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明，地质师的工程概念清晰，地质工作会得心应手；反之则可能事倍功半。

7.工程地质要面对现实着眼未来

汪恕诚部长最近讲话强调：不能老修改设计，因为搞招投标尤其是国际合同，修改设计就意味着被索赔。修改一个设计，似乎节省了某一个工程量，而索赔量比这个还大，大量修改设计怎么得了？汪部长的这段讲话似乎在批评设计，实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。

如何理解汪部长的这段话？我们认为首先要搞清楚为什么修改设计，水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。

修改设计往往赖地质，我们当然可以理直气壮地说：前期地质工作投入不够，工程地质条件不清楚，地质基础资料不准确，工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家，工程地质问题的界定不明确或界定有错误，学术技术问题得不到广泛的讨论和争论，工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。

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1．1放炮影响范围根据开发方案，采场每次布置3排钻孔，每排10个孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30个孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以确保爆破后台阶高度达15m。

1．2采矿可能引发的地质灾害影响范围矿山开采过程中采用自上而下台阶式分层开采，高度为15m；开采时工作台阶切向坡和反向坡最终开采的边坡角不大于55°。由此可确定采矿可能引发的地质灾害影响范围为矿区开采最终边界外延15m。综上所述：矿山开采影响范围为露天采场外延215m。

2地质灾害危险性预测根据开发技术方案，矿山开采后四周将形成5段高度为110m的边坡，边坡编号分别为AB、BC、CD、DE、EF，边坡位置详见福禄镇周家槽周家槽水泥用石灰岩矿山矿区范围及开采平面图

3水文地质预测矿区范围内开采三叠系下统嘉陵江组三段（T1j3）石灰岩矿层，开采标高均高于当侵蚀基准面；开采范围内无河流、水库等地表水体；地下水与地表水没有必然的水力联系。矿山开采对岩溶裂隙水的补给条件破坏小，矿山开采后不会对含水层结构破坏，不会造成地下水水位下降、疏干等。对矿山地质环境影响程度较轻。

4地形地貌预测按照开发利用方案，矿山开采后将形成高度0～105m的边坡，矿山采矿活动对地形地貌景观影响严重。

5土地资源影响预测璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿不单独设置料场及废渣场，在矿区东侧采区50m外设置破碎站及运输道路，占用耕地资源4．41ha；工业广场修建占用耕地资源1．59ha；矿区为露天采场，占用耕地资源43ha；石灰岩矿山开采共占用耕地49ha。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对土地资源影响严重。

6建（构）筑物影响预测矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏。根据计算的爆破地震波安全距离为158．45m，计算的爆破产生飞石最远飞散距离为200m；对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对建（构）筑物影响严重。

二、矿山地质环境防治

针对矿山开采影响范围及采后地质环境因素的影响预测结果，将矿山地质环境保护与治理恢复划分为重点区、次重点区、一般区，设计以下防治工程：1）矿山开采时应及时清除边坡上的掉块，特别是在BC边坡东段边坡可能会发生局部掉块。2）对矿山采坑四周形成的边坡采用生物工程护坡；对采坑坑底进行绿化或土地复垦。3）对矿区道路、破碎站和工业广场区域进行环境恢复。4）修建截排水工程。

1边坡防治工程

1．1边坡放坡根据开发方案矿山开采的最终边坡角为55°，自上而下台阶式分层开采，采高15m，台阶宽度约10．5m；AB边坡长约600m，高2～50m；BC边坡长约440m，高50～106m；CD边坡长约360m，高40～96m3；DE边坡长约526m，高17～42m3；EF边坡长约210m，高2～17m；放坡处理各段边坡。

1．2清理危石及时清理采场边坡上的危石，避免发生危石滚落伤人事故。按照“边采边治”的原则，对各边坡上的危石清理完成后，才能进行下一台阶的开采。

1．3截水沟矿区位于沥鼻峡背斜轴部，地形呈浑圆状的小型独立山包，自然排水条件良好，汇水面积小，在矿区DE、EF边坡顶部修建截水沟长约300m，以防治地表水进入矿区。在其余每个台阶坡面每隔50m，高差10～20m，设置横向和竖向的截排水沟，将边坡顶部的地表水汇入采坑内的排水沟，避免对坡面草籽植物造成冲刷，竖向的排水沟按急流槽设计。迎坡面沟壁需设置泄水孔。

2水文防治工程矿山开采后的采场地面标高高于当地侵蚀基准面，对地下水的影响小。对矿山地质环境影响程度较轻。故本次不对其进行处理。但未解决矿山生产、生活用水，需在工业广场内修建一个蓄水池。蓄水池尺寸为15m×15m×2m，墙体宽度为0．3m，预计砌筑工程量约为36m3。生产废水主要为清洗矿车及挖掘机所排除的污水，设计每个污水处理池采用尺寸为2．5m×2．5m×1．6m，容积10m3污水处理池3个，墙体宽度为0．3m。预计开挖工程量30m3；砌筑工程量约为14．4m3，污水经生化处理后由砼管排放。露天采石场的作业点应实行湿式作业和喷雾洒水，对采场及装载点设2台洒水器进行了洒水降尘，防止粉尘飞扬。

三、地形地貌景观防治工程矿山环境恢复治理设计方案图。

1露天采场采坑地貌景观恢复根据划定矿界和开发方案，露天开采结束后采坑的平面面积为302013m2，矿山开采前矿区土地主要为耕地，以种植果树为主；矿山开采难以恢复原来的地面植物，故矿山环境恢复治理主要以绿化为主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，预计回填方量为241610m3；（2）平整场地，场地平整应采坑中间高，四周低，便于地表水排入排水沟中；（3）植树，行距×株距为5m×5m，预计12080株，建议种植樟树或果树等经济类树木（4）排水，沿采坑边坡坡脚围绕采坑修建截排水沟，保证采坑内地表水排泄通畅，将矿区的地表水有序的排放到矿区东侧地形较低地段，用以灌溉耕地。排水沟采用梯形断面，底宽400mm，顶宽700mm，高800mm，壁厚300mm，预计长度约2350m。排水沟每隔10～15m设置一道伸缩缝，用沥青麻丝进行有效止水。

2采坑边坡地貌景观恢复采坑边坡采用坡面绿化＋截排水的矿山环境恢复设计方案。对于采坑边坡主要采取分阶放坡＋绿化处理。每级边坡分阶高度取15m，每阶平台宽度取10．5m，种植蔓藤类植物绿化坡面，在坡顶设置截排水沟。台阶边缘修砌墙体，墙体嵌入基岩0．1m，墙体截面0．3m×0．5m（宽×高）。墙背回填0．3m厚的土壤，蔓藤种植行距×株距为5m×3m。截排水工程在边坡防治工程中实施。

3矿区公路及破碎站矿区公路两侧及破碎站区域的空地进行植树绿化，预计植树60株。待矿山闭坑后，建筑垃圾清除干净，将表层1．0m范围土地掘松，种植樟树等经济类树木。矿区公路和破碎站的平面面积约为4410m2，可采用挖掘机松土，植树绿化，行距×株距为5m×5m，预计176株。

4土地资源的采后处理矿区主要的土地资源占用和破坏为矿区范围内的采场、矿区东侧的破碎站及工业广场，矿山闭坑后，采场及破碎站将对其进行地貌景观恢复，工业广场建（构）筑物提供给当地使用，不进行处理。

5地表建（构）筑物的处理矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏，对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。为保护村民的人身财产安全，对在影响范围内的村民实施搬迁。

四、结论

1）分析了矿山地质条件，认为矿山开发技术条件的级别为中等；

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二、工程地质勘测中水文地质问题及其危害性

1．上文对水文勘测重要性进行了分析，通过这些分析能够更加透彻的了解到水文勘测对于岩土工程整体结构以及稳定性的影响，进行工程地质勘测的时候，正确对待水文地质勘测，全面分析存在于水文地质中的问题，针对这些问题，积极进行勘测，具体分析如下:1．1关于取土样做腐蚀性分析的问题在实际勘测中，一般都是取的水样，取土样做腐蚀性测试的较少，土试样的腐蚀性测试是将土试样放在纯净水中制备浸出液，对浸出液测定的结果作为土的腐蚀性。地下水的腐蚀性一般高于土的腐蚀性，因为地下水位以下的土长期浸在地下水中，显然地下水的腐蚀性高于土的腐蚀性，因此只要测定水的腐蚀性就可以了。1．2地下水的腐蚀问题地下水有很多种类型，其水位变化也非常大，同时季节不同，降水量不同，都会对地下水水位造成影响。与地表水一样，地下水也具有很大的腐蚀作用，其主要的原因就是因为内其中的矿物成分比较多，这个时候，一旦收到污染，其矿物质成份还会继续增加，所以说在进行岩土工程勘测的时候，工作人员必须要对地下水的腐蚀性进行严密的勘测。通过对其中矿物质成份的测量和分析，来确定其腐蚀性的高低，在地下水中的某一种化学成分含量超过一定标准时，其还会对建筑材料产生一定的腐蚀。2．岩土工程整体稳定性和可靠性与地下水的活动变化有着密切联系，地下水位不同程度的变化，必然会对岩土工程造成危害，为了能够最大限度的降低这些危害，稳定岩土工程结构，全面分析地下水变化引起的岩土工程危害，才能够有针对性的采取治理以及预防措施，下面就对一些常见危害进行分析:2．1水位上升问题引起的岩土工程危害地下水位上升必然会对岩土工程造成一定程度的危害，而导致其水位上升的原因有很多中，例如:总体岩性产状以及含水层结构，水文、气象以及温度等等都会导致地下水位上升，甚至有的时候是几种因素综合作用，从而导致水位上升。另外，还有一些比较特殊的岩土机构强度以及湿度不符合施工要求，并导致其出现粉土以及管涌现象发生，这些都是由于水位上升而引起的岩土工程危害。2．2地下水位下降引起的岩土工程危害无论是地下水位上升，还是下降，对于岩土工程都会造成带来巨大危害，上文对地下水位上升的危害性进行了研究，下面来具体分析地下水位下降的危害，通常来讲地下水位下降的大部分都是由于人为因素导致的，比如:大量抽取地下水、采矿、以及修改水库等等。这些行为会导致地下水位大幅度下降，从而造成地面沉降、塌陷以及开裂等现象。这些都对建筑物的稳定性造成巨大影响，并危及到人们的生命财产安全。2．3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害针对地下水位的沉降现象，我国地质勘测技术人员经过多年的研究，已经取得了一些成绩，但是与实际的要求相比，还是远远不够的，由于地下水位的变化会导致膨胀性岩石发生一定程度的膨胀形变，因此，如果这种显现反复出现，必然会使岩土的膨胀收缩幅度更大，最终必然导致地面开裂，引发建筑物结构的破坏，这种破坏在轻型建筑结构中更加明显。另外，地下水的升降变动带，由于地下水的不断侵入，还会带走土层中的铝铁成份，土层失去胶结物，会变得松动、含水空隙变大、其承载力以及强度就会降低，从而对岩土工程基础处理带来巨大阻碍。

三、水文地质勘测的任务

在充分了解地下水变化所带来的危害性后，强化水文勘测力度，做好钻探以及物探工作，是提供准确情况评价与判断结果的前提。1．钻探的任务钻探工作是水文地质勘测中的重要环节，其最主要的任务就是冲击凿碎岩石，工作人员会借助专业的工具和设备进行，钻探的最大优点就是适应性强，能够在多种复杂的环境下进行，并能够深入到岩体内部，勘测结果精确度高。2．物探的任务电法勘测与弹性勘测是目前工程地质勘测中最为常见的两种方法，前者会受到地形条件的影响较大，并且要更具岩石的电学特性为基础，分析岩石缝隙，岩石程度强弱等情况对电法勘测效果的影响，专业的技术人员适用专业的勘测仪器，对目标岩层进行物理参数的测定，从而确定地下深层的地质状况。3．野外测验在水文地质勘测的过程中，还有一种测验方式也十分常见，那就是野外测验。这种勘察方法是能够获取全方位的水文地质资料，为日后的工程设计、测评、施工提供最为科学的参数依据。综上所述，我国的地质勘测工作人员，要不断提高自身的勘测技能，将以上三种勘测方法全面掌握，将水文地质勘察工作作为共组重点，积极进行创新和研究，做到具体问题，具体分析，科学采用检测方法，从而最大限度的提高勘测数据的准确性。

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1.2水文地质勘查中的评价分析。通过获得建筑工程现场的水文地质资料之后，还应该对水文地质勘查资料进行评价分析。水文地质勘查中的评价分析内容主要包括以下几个方面：其一，对地下水对建筑工程设计与施工的作用和影响进行重点评价，这样才能够对影响建筑工程设计和施工的危害因素进行提前预测，并采取相应的措施进行处理；其二，建筑工程勘查中的水文地质勘察应该和建筑的地基设计进行结合，为建筑工程的地基设计和施工提供可靠的水文地质资料；其三，水文地质勘查中除了应该对地下水的状况以及对建筑工程的影响进行勘察，同时还应该对人为活动下对地下水的影响以及地下水变化对建筑工程施工的影响状况进行评价；其四，从建筑工程施工角度来看，根据地下水对建筑工程的作用与影响，找出不同地下水条件的同时，还应该进行重点评价，例如对于基础埋在地下水位之下的建筑工程来说，重点评价水对建筑物基础部位的钢筋、混凝土的腐蚀性；对于岩土作为建筑物基础的建筑工程项目，应该重点对地下水活动导致的岩土涨缩、崩解、软化等作用进行评价；对于地基基础压缩层中存在粉土、粉细砂、松散的状况时，应该重点对流砂、腐蚀以及管涌等现象发生的几率进行评价；对于需要在地下水位以下进行基础施工的建筑工程项目，应该进行对应的富水性试验或者渗透性试验，对降水造成的边坡不稳定、土体沉降以及其他问题对建筑工程施工可能造成的影响。

1.3测量建筑工程施工现场地形。在对建筑工程施工现场的地形进行测量的过程中，应该采用全国通用的坐标系统以及国家最新的高程基准点，如果建筑工程所在地并没有通用的坐标系统以及相关的高程基准点，应该利用全球定位系统，为建筑工程建设创设独立的坐标系统，保证建筑工程建设人员能够获得准确的测量数据信息。在对建筑工程现场进行测量的过程中，还应该对定位仪的类型、定位时间、定位程序以及测量精度等进行详细、全面的说明，对于测量的精度，应该根据相关的规定，满足建筑工程设计和施工的实际要求，对于不同的比例尺勘查剖面，应该采用实测剖面。

1.4地质填图。在进行地质填图的过程中，应该保证填图的精准度满足同比例尺的地质测量规范，将比例尺作为地质观察的基础，如果是对于大比例的地质填图，地质填图的目的在于为建筑工程勘察、设计以及施工服务。因此，在选择比例尺的过程中，应该根据建筑工程的实际状况，以不同勘查阶段的具体要求、工程的规模、地质复杂程度等状况为基础，在设置地质勘查点时，应该把地质勘查点设置在界线或者具有特殊意义的地方，当地质勘查点布置完成之后，还应该将地质填图展示在合适的仪器中，由专门的水文地质勘查工作人员根据相关的标准与规范对地质填图进行分析。对于专门水文地质的物理学性质测定，还应该根据相关的标准和规范进行，以此保证测定结果和地质填图的可靠性与真实性。