摘要：我國已建江河堤防工程總長20余萬公里，98特大洪水后尚有大量堤防工程正在規(guī)劃建設(shè)中。許多已建堤防工程過去基本上沒有進行過真正工程意義上的工程地質(zhì)勘察，更談不上各大江河湖海堤防工程系統(tǒng)化規(guī)范性的地質(zhì)資料的匯編與分析整理工作。

　　關(guān)鍵詞：堤防,工程地質(zhì),勘察,規(guī)程,規(guī)范,隱患,險情,分類

　　堤防工程建設(shè)的基礎(chǔ)是設(shè)計，而設(shè)計的依據(jù)是地質(zhì)，這是工程建設(shè)的常識性問題，不會有什么質(zhì)疑。然而在實際工作中卻往往并非如此。問題主要出在人們對堤防工程地質(zhì)勘察工作的片面理解或被一些假象所迷惑，走了兩個極端。一個極端是過高地要求地質(zhì)勘察能在“查明”工程地質(zhì)條件的同時，“準(zhǔn)確”地提供設(shè)計需要的地質(zhì)圖件和堤基巖土體物理力學(xué)參數(shù)，一旦在有限的勘探控制工作量之內(nèi)不能完全同時達到“查明”和“準(zhǔn)確”的要求時，就立即降低了對地質(zhì)勘察工作的認(rèn)可和重視程度;另一個極端是我們的祖先在數(shù)百年乃至上千年來與洪水搏斗的歲月里修建的大量堤防工程，卻從來沒有進行過任何地質(zhì)勘察工作，許多堤防工程至今也是安全的。這兩個極端，不同程度地影響著堤防工程地質(zhì)勘察工作的有序開展，在大規(guī)模的堤防工程建設(shè)中，難免存在這樣那樣的問題。為使堤防工程地質(zhì)勘察工作能夠科學(xué)、客觀、完整、系統(tǒng)地為設(shè)計提供可靠的地質(zhì)資料，我們有責(zé)任將近年來堤防工程地質(zhì)勘察工作中出現(xiàn)的若干問題展示出來，供同行們討論參考。

　　在近年來較大范圍的堤防工程地質(zhì)勘察工作中，一些共性的問題不斷地引起了同行們的關(guān)注，很有必要深入探討下去。例如在執(zhí)行《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》時，怎樣理解原則性與靈活性的準(zhǔn)確把握，如何處理規(guī)程中明顯與工程實際不相符合的條款規(guī)定;堤防險情與隱患的分類;堤基工程地質(zhì)分段分類方法;堤防勘察資料的整理等等，我們都進行了一些粗淺討論。關(guān)于堤防工程地質(zhì)分段分類的問題，一直是各勘測單位頗感難以照顧周全的焦點，我們提出的分類法但愿對此有所幫助，并希望有助于堤防工程勘測設(shè)計工作的進一步深化。

　　1 堤防工程地質(zhì)勘察的過去與現(xiàn)狀

　　正因為如此，許多堤防工程在98特大洪水期間險象環(huán)生，出險堤段堤基的地質(zhì)條件沒有足夠的資料可供搶險分析，為確保萬無一失，只能按最壞情況進行搶險，其人力物力的巨大付出實在是不得已而為之;洪水期間上至中央下到地方的各級領(lǐng)導(dǎo)以及全國人民的精神緊張程度和精力耗費更是無法用實物價值去衡量。如此被動局面，一方面是大自然教訓(xùn)人類的生動一課，另一方面則是祖先給我們留下的世紀(jì)難題。

　　建國以來，隨著大規(guī)模工程建設(shè)的需要，工程地質(zhì)專業(yè)從無到有，日益發(fā)展壯大，成為國家工程建設(shè)不可缺少的重要基礎(chǔ)性專業(yè)。工程地質(zhì)勘察的法規(guī)性準(zhǔn)則也逐漸成熟與完善，與工程地質(zhì)相關(guān)的規(guī)程規(guī)范相繼出臺，并結(jié)合工程實踐的反饋信息進行修訂修編。水利部1997年2月發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》，編號SL/T188,同年5月1日起實施)，這是我國堤防工程地質(zhì)勘察的第一部法規(guī)性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》，編號為GB50286-98，自1998年10月15日起施行)則是98特大洪水之后出臺的。特大洪水前后出臺的這兩部法定標(biāo)準(zhǔn)或許是歷史的巧合，也許是歷史的必然。巧合與必然都說明這樣一個事實：工程地質(zhì)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)和偵察兵，具有超前意識和預(yù)見性，信不信由你。

　　《規(guī)程》頒布前的堤防工程地質(zhì)勘察工作基本上沒有什么標(biāo)準(zhǔn)。《規(guī)程》頒布后，地質(zhì)工作有規(guī)可循，有法可依。更為98特大洪水后大規(guī)模堤防建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。首次頒布此《規(guī)程》，與工程實際存在一些差異再所難免。《規(guī)程》實施三年多來，主要存在三方面的問題，一是《規(guī)程》本身的實踐性與可操作性問題;二是地質(zhì)師對《規(guī)程》的理解程度與把握尺度;三是人們對堤防工程地質(zhì)勘察的認(rèn)識程度與理解程度。近兩年來，生產(chǎn)第一線的廣大地質(zhì)師對《規(guī)程》提出了許多好的意見和建議，我們在工程審查過程中，也在逐漸地深化對堤防工程和《規(guī)程》的理解，力求較準(zhǔn)確地把握審查尺度，緊密地與工程實際相結(jié)合，避免教條和呆板地執(zhí)行《規(guī)程》中明顯與工程實際不相符合的條款，要求客觀地、創(chuàng)造性地應(yīng)用和執(zhí)行《規(guī)程》，同時也強調(diào)執(zhí)行《規(guī)程》的嚴(yán)肅性。

　　近年來，堤防工程地質(zhì)勘察工作基本上可以滿足堤防工程設(shè)計與施工的要求。隨著工程實踐經(jīng)驗的積累和對堤防工程深層次的認(rèn)識與理解，一些具有全局性和普遍性的問題，迫切需要提出來進行討論，以便引起足夠的重視。

　　2 堤防工程隱患與險情分類

　　2.1 分類的意義與原則

　　堤防工程存在隱患出現(xiàn)險情，導(dǎo)致大洪水時十分緊張。大規(guī)模的堤防工程建設(shè)正是針對隱患和險情而提出來的“整險加固”或“除險加固”。顯然，對隱患和險情實施科學(xué)分類，不僅是從實踐上升到理論的成熟過程，也為堤防工程的勘測設(shè)計工作明確了任務(wù)，同時為“加固”工程指明方向，提供依據(jù)。

　　在分類之前，我們先給出險情和隱患的定義：

　　險情 是指正在發(fā)生或發(fā)生過程中被搶險保住了的事故堤段，具有直觀性，措施明確性等特點。針對險情，需要分析出險原因，界定險情性質(zhì)，預(yù)測再次出險的可能性，落實工程措施，確保大堤安全。

　　隱患 是指尚未發(fā)生或可能將要發(fā)生險情的事故堤段，具有隱伏性，隨機性，再生性等特點，更需要技術(shù)人員的分析判斷，以便對癥下藥，采取措施消除隱患。

　　險情與隱患有明顯區(qū)別但又并沒有嚴(yán)格的界線，往往在險情中存在著隱患，在隱患中孕育著險情。辯證地看，險情是隱患發(fā)展到一定程度后的質(zhì)變或必然結(jié)果，隱患是潛藏著的險情。從過程時態(tài)來看，險情是現(xiàn)在進行時或過去完成時態(tài);隱患是過去、現(xiàn)在和將來組成的全過程時態(tài)，或單個過程時態(tài)。

　　本文分類的原則主要體現(xiàn)在：水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)與天然地質(zhì)體(堤基)區(qū)別開來，出險堤段和存在隱患的堤段與非出險堤段和不存在隱患的堤段區(qū)別開來，再按險情和隱患的性質(zhì)進一步細(xì)化，作為指導(dǎo)后續(xù)工作的綱要。

　　2.2 堤防工程險情分類

　　按出險部位可分為堤基險情、崩岸險情、堤身險情和穿堤建筑物險情，這是出險時首先要明確的基本類型。前兩類與地質(zhì)條件直接有關(guān)，后兩類與地質(zhì)條件間接有關(guān)。可進一步劃分如下：

　　(1)與地質(zhì)條件與河勢演變均有關(guān)系的險情：崩岸險情，具有可預(yù)見性、直觀性、發(fā)展性和多變性特征。

　　崩岸類險情多發(fā)生在河流凹岸迎流頂沖或深弘逼岸區(qū)段，地質(zhì)條件往往是抗沖刷能力較差的細(xì)砂類土或粘性土。由于河水位與河勢流態(tài)的變化關(guān)系，有的崩岸險情并不發(fā)生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位)，因此可以進一步將崩岸險情分為洪水期崩岸險情和枯水期崩岸險情， 前者搶險緊張，后者可以從容對待。

　　(2)與地質(zhì)條件直接有關(guān)的險情(主要為堤基險情，包括穿堤建筑物地基險情)：堤基滲透破壞險情、堤基滑動破壞險情和堤基沉降破壞險情等。

　　堤基滲透破壞險情具有一定的隱伏性，往往不易準(zhǔn)確判斷，洪水期發(fā)生的滲透破壞實例與理論計算有較大出入。另外，還需注意將承壓水性質(zhì)的滲透破壞與堤基接觸沖刷或砂性土堤基滲透破壞區(qū)別開來，因為滲透破壞機制不同，工程措施當(dāng)然也不一樣。

　　存在滑動或沉降破壞險情的堤段，堤基大多分布有軟弱土層，土體抗剪強度低，壓縮系數(shù)大;另一類滑動或沉降破壞是隨著崩岸險情而產(chǎn)生的，此類險情危害最大，搶險最困難。此外，堤基內(nèi)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，都可能出現(xiàn)類似破壞。

　　以上險情實際上也就是我們通常要求界定明確的堤防工程的三大主要工程地質(zhì)問題：崩岸、滲透破壞、滑動或沉降破壞。

　　(3)與地質(zhì)條件基本無關(guān)或關(guān)系不大的險情(主要為堤身險情)：堤身滲透破壞險情(與堤身質(zhì)量有關(guān)，如堤身土體的密實程度、填筑土體的滲透性質(zhì)和堤身單薄等)、堤身滑動破壞險情和堤身沉降破壞險情等。

　　2.3 堤防工程隱患分類

　　按隱患存在的部位可分為：堤身隱患、穿堤建筑物隱患和堤基隱患。

　　按隱患的性質(zhì)可分為：常規(guī)性隱患和特殊性隱患。

　　常規(guī)性隱患：堤身單薄，堤坡太陡，填筑質(zhì)量差，填筑體中存在砂性土夾層，有明顯的堤身裂縫等。與地質(zhì)條件直接有關(guān)的主要為堤基類隱患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土層薄，或本身即為砂性土堤基(包括淺層砂性土透鏡體)，存在滲透破壞的可能性;堤基有軟弱土層分布，存在滑動穩(wěn)定問題。

　　常規(guī)性隱患具有直觀性和可檢測性，隱患的分析和工程處理措施都較為明確，一般情況下可以通過常規(guī)性的堤防工程維修加固予以消除。

　　特殊性隱患：進一步可分為隨機性隱患(堤身或堤基隨機分布有生物洞穴、植物腐爛物等)、再生性隱患(生物洞穴類隱患具有再生性)、人類活動留下的隱患 (例如城市區(qū)與堤外江河相通的早已被廢棄了的各類排泄管道，工程勘探留下的封堵不合格的鉆孔等)以及地質(zhì)條件不明的堤基隱患等等。

　　特殊性隱患規(guī)律性差，檢測困難，在洪水期一旦演變成險情，其突發(fā)性質(zhì)增加了搶險難度。

　　2.4 險情和隱患與堤型之間的關(guān)系

　　堤防工程的主體～防洪大堤，絕大多數(shù)為就地取材填筑的土堤類型，由于筑堤的歷史條件、筑堤材料、自然環(huán)境等等因素復(fù)雜，為后人留下了長期隱患，洪水期險情不斷，令人心驚。鑒于土堤存在的這些問題，近年來一些城市區(qū)的堤防工程比較傾向于改土堤為混凝土防洪墻(堤)。混凝土墻可以基本排除堤身隱患和險情，但卻增加了堤基的出險負(fù)擔(dān)。一是堤基的受力條件發(fā)生了較大變化，原來的土堤是大面積分布荷載，混凝土墻改為集中荷載;二是堤基較長滲徑變?yōu)樗^集中的較短滲徑。混凝土墻顯然對堤基地質(zhì)條件提出了更高的要求，這是地質(zhì)工作需要重視的。

　　另一方面，險情和隱患與堤防工程的擋水性質(zhì)在很大關(guān)系。例如一些丘陵山區(qū)城市堤防工程，其擋水性質(zhì)為暴漲暴落，遠(yuǎn)不能與長江中下游堤防工程高水位較長時間運行情況相提并論，其險情和隱患的性質(zhì)也是有差別的，需要區(qū)別對待。而《規(guī)范》中只是對堤防工程的等級標(biāo)準(zhǔn)有所規(guī)定，并沒有對反映出險情和隱患與等級標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，需要由有經(jīng)驗的地質(zhì)師和設(shè)計師根據(jù)具體情況去理解與把握。 3 堤基工程地質(zhì)分段

　　3.1堤基工程地質(zhì)分段存在的問題

　　自然界的地質(zhì)條件千差萬別。堤防工程是長距離線狀工程，跨越了不同的地質(zhì)單元，不進行分段分類區(qū)別對待顯然是不行的。堤基工程地質(zhì)分段又稱堤基工程地質(zhì)分類。在實際工程中，一些勘測設(shè)計單位不進行工程地質(zhì)分段，或分段不合理，或即便是進行了地質(zhì)分段，但其巖土體的物理力學(xué)參數(shù)又不進行分段統(tǒng)計分析，工程地質(zhì)條件明顯不同的堤段沒有區(qū)別開來。還有一些堤基工程地質(zhì)分段的結(jié)果不同程度地存在自相矛盾性，對工程設(shè)計和工程措施的選定缺乏針對性。當(dāng)然，更多的情況是工程地質(zhì)分段的合理性與科學(xué)性不足。

　　例如某設(shè)計院參加過大量堤防工程地質(zhì)勘察，有豐富的堤防工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗，他們進行堤基工程地質(zhì)分段所考慮的因素有：上覆粘性土層的厚度、外灘寬度和歷史險情等，將堤基分為工程地質(zhì)條件好、較好、較差和差四個等級。如此分段其大原則沒有什么問題，但對于一些特殊組合則不易明確。例如，某堤基段其上覆粘性土層足夠厚，堤內(nèi)也沒有任何險情，但堤外無灘，受水流沖刷崩岸嚴(yán)重，是典型的險工險段。將這種堤段分成工程地質(zhì)條件差或較差都不一定合適。因為出現(xiàn)的險情不是堤基本身的工程地質(zhì)條件差，而是堤外腳受水流沖刷產(chǎn)生的崩塌或塌滑，且在不同水位條件下其險情不同，與江河水流及河勢變化都有關(guān)系。顯然，崩岸類險工險段在堤基工程地質(zhì)分段時應(yīng)結(jié)合河勢水流特征單獨進行分類，以便于有針對性考慮工程處理措施。例如對某一類崩岸問題，拋石護腳是有效的，而另一類崩岸問題或許要與“丁壩”挑流改變流態(tài)相結(jié)合才能從根本上解決問題，或者無建“丁堤”的條件，則需考慮“樁”、“籠”等工程措施。

　　另一方面，對于堤基工程地質(zhì)條件用“好”與“差”來評價，其針對性不強。例如，存在滲透破壞的堤基劃為工程地質(zhì)條件差，而實際上可能此類堤基的承載能力和抗滑穩(wěn)定性都是很好的，如砂性土堤基。又如淤泥質(zhì)土類堤基，其承載能力和抗滑穩(wěn)定性差些，但滲透系數(shù)卻很小，抗?jié)B條件是好的。如此等等，用常規(guī)的工程地質(zhì)條件好或差來評價，都存在明顯的矛盾。

　　目前各勘測單位自行制定的堤基工程地質(zhì)分段原則，基本上是以工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，再考慮一些自然因素和工程因素，筆者認(rèn)為這種分段法的思路源自于常規(guī)的工程地質(zhì)分類法，跳不出傳統(tǒng)思維的約束，不能較好地適應(yīng)堤防工程的實際，需要探索新路。

　　3.2 堤基工程地質(zhì)分段

　　我們在進行傳統(tǒng)意義上的工程地質(zhì)評價時，通常從工程地質(zhì)條件出發(fā)，結(jié)合工程建筑物特點，界定出主要工程地質(zhì)問題。在堤基工程地質(zhì)分段中，我們不妨借用逆向思維的思想，以工程地質(zhì)問題為主線，以工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，再結(jié)合歷史險情類型，爭取探討出一個符合工程實際的堤基工程地質(zhì)分段法。

　　本文強調(diào)的是“工程地質(zhì)”分段，因此主要是對堤基而言的。我們知道，無論堤基地質(zhì)條件有多復(fù)雜，其主要工程地質(zhì)問題則是明確的，歸納起來主要為三類(即三大主要工程地質(zhì)問題)：崩岸、滲透破壞、滑動與沉降變形。絕大多數(shù)堤基巖土體不外乎為：砂性土、粘性土和砂性土與粘性土的混合結(jié)構(gòu);城市區(qū)雜填土較為復(fù)雜，另當(dāng)別論。

　　根據(jù)以上以工程地質(zhì)問題為主線的分段原則，我們首先將堤基分為三大類：Ⅰ類(不存在問題的堤基)、Ⅱ類(可能存在問題的堤基)和Ⅲ類(存在問題的堤基)。對于Ⅱ類和Ⅲ類堤基，按其存在問題的性質(zhì)可繼續(xù)劃分亞類。

　　(1)Ⅲ類(存在問題的堤基)

　　堤基發(fā)生過歷史險情，尤其是一些每年汛期都要出險的部位，在汛期要投入大量的人力物力搶險才能保證大堤安全的堤段。按出除性質(zhì)又分為兩個亞類：Ⅲ-1和Ⅲ-2類。

　　Ⅲ-1類：主要指崩岸類，這是在堤基分段時對有問題的堤基段應(yīng)首先分出來的一類。

　　Ⅲ-2類：除崩岸之外的一切堤基存在問題的堤段。按工程地質(zhì)問題繼續(xù)分出兩個子類：

　　Ⅲ-2-1類：存在滲透破壞的堤基段。汛期出現(xiàn)過冒砂、涌混水等險情;堤基為砂性土，或表層粘性土較薄，或淺層有砂性土透境體分布，或堤身與堤基接觸部位存在滲漏破壞問題。

　　Ⅲ-2-2類：存在滑動與沉降變形的堤基段。運行期或施工期發(fā)生過堤基土層滑動，或沉降過大導(dǎo)致堤身開裂;堤基有壓縮性大、承載力和抗剪強度低的軟弱土層分布，或堤基清基不徹底，導(dǎo)致堤身與堤基接觸面存在滑動軟弱帶。

　　(2)Ⅱ類(可能存在問題的堤基段)

　　此類與前述的堤基隱患相對應(yīng)。在汛期有一定滲水情況發(fā)生，但并未發(fā)展成為險情;或經(jīng)地質(zhì)勘察，地基中存在砂性土透鏡體、軟弱夾層等不利地質(zhì)條件，經(jīng)滲控或穩(wěn)定性驗算，安全系數(shù)達不到規(guī)范要求的堤基;或存在生物洞穴等其它隱患的堤基。

　　(3)Ⅰ類(不存在問題堤基段)

　　歷史上無險情發(fā)生，堤基為厚度較大的粘性土或基巖，物性指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)均較好，不存在三大主要工程地質(zhì)問題。

　　(4)結(jié)合工程實際進一步細(xì)分亞類的原則

　　以上分類法，從宏觀上將堤基分為三大類別，但在具體實施過程中，還可以根據(jù)工程實際按不同工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題進一步細(xì)化。例如，對于Ⅱ類堤基段，可以按可能存在問題的性質(zhì)進一步細(xì)化;對于Ⅲ類堤基段，也可以按存在問題的嚴(yán)重程度或巖土體的性質(zhì)等進一步細(xì)化。堤基分段的科學(xué)性、合理性、實用性和可操作性，不但是地質(zhì)師對堤防工程理解程度的反映，更是一項創(chuàng)造性的工作。本文所提出的分段原則和方法，尚有待工程實踐去檢驗。

　　3.3 堤基工程地質(zhì)分段對勘測設(shè)計工作的指導(dǎo)作用

　　在進行工程地質(zhì)勘察時，Ⅲ類是重點，應(yīng)根據(jù)具體情況加密勘探點;Ⅱ類次之，實施常規(guī)性勘探即可;Ⅰ類基本上可以不考慮地質(zhì)勘察。設(shè)計方面，Ⅲ類堤基必須考慮工程措施;Ⅱ類堤基應(yīng)視具體情況而定，也可以通過進一步勘探和檢測或監(jiān)測結(jié)果來確定工程措施;Ⅰ類堤基則不需要采取工程措施，僅僅通過堤防工程的常規(guī)性維護即可。