探討當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)及巖土工程理論體系的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

白顯穎

（南寧市勘察測(cè)繪地理信息院 廣西南寧 530000）

伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷建設(shè)與發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)和巖土工程開始受到很多部門及人員的高度重視，這是因?yàn)闊o論哪一種巖土工程，都和水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程有著密切的關(guān)系，否則實(shí)際的巖土工程建設(shè)將無法發(fā)揮出應(yīng)有的生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。對(duì)此，要想使工程建設(shè)達(dá)到技術(shù)可行，必須做好對(duì)水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程相關(guān)理論體系的應(yīng)用，并掌握其未來發(fā)展趨勢(shì)。

1 水工環(huán)地質(zhì)理論體系的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

在我國(guó)，20世紀(jì)70年代初就已形成了水文地質(zhì)專業(yè)的理論體系，其核心理論將找水打井方面的各項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)作為核心，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等方面做出了很大的貢獻(xiàn)。在我國(guó)的供水當(dāng)中，地下水源有著重要作用。就目前來看，北方地區(qū)對(duì)地下水資源的利用程度可以達(dá)到80%～90%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)地下水資源的利用可以達(dá)到38%左右，特別是在70-80年代之間，水文地質(zhì)專業(yè)的核心理論和應(yīng)用技術(shù)都得到快速發(fā)展，相應(yīng)的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)可以為全國(guó)各地區(qū)的地下水調(diào)查等工作提供指導(dǎo)，獲得了巨大成就[1]。

水文地質(zhì)專業(yè)的基礎(chǔ)理論目前已經(jīng)超過了應(yīng)用技術(shù)，在70年代就已經(jīng)制定了和水文地質(zhì)有關(guān)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)應(yīng)用及未來科學(xué)發(fā)展起到了規(guī)范指導(dǎo)作用。對(duì)于水文地質(zhì)專業(yè)的理論體系，可以分成以下三類：①標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和手冊(cè)；②標(biāo)準(zhǔn)教材；③研究刊物。

伴隨科學(xué)日益發(fā)展，無論是水文地質(zhì)專業(yè)的基礎(chǔ)理論還是應(yīng)用技術(shù)都開創(chuàng)出了很多全新領(lǐng)域。水文地質(zhì)專業(yè)的理論體系實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展屬于多學(xué)科之間的交叉滲透，從90年代中期到現(xiàn)在，水文地質(zhì)專業(yè)的基礎(chǔ)理論未來發(fā)展和與之相關(guān)的各學(xué)科相互交叉滲透已經(jīng)得到廣泛重視和應(yīng)用。

水文地質(zhì)專業(yè)的基本理論大多在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中使用，通過對(duì)地下水資源的合理利用能有效解決不同類型農(nóng)作物種植過程中缺水的問題，不同的水文地質(zhì)學(xué)科還能為各項(xiàng)其它技術(shù)的應(yīng)用起到良好推動(dòng)作用，使各種類型的試驗(yàn)基地取得了累累的碩果[2]。

水文地質(zhì)專業(yè)和巖土工程建設(shè)之間的關(guān)系十分密切，非常規(guī)巖溶與巖溶地下水可謂是現(xiàn)階段水文地質(zhì)專業(yè)研究主要課題，尤其是巖溶復(fù)雜條件下樁基施工必須引起高度重視。根據(jù)大量的工程實(shí)踐可知，水文地質(zhì)專業(yè)在工程建設(shè)過程中，尤其是對(duì)于地下工程，均為不可或缺，不同水文地質(zhì)方面問題的產(chǎn)生，需要在水文地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)上采用其它技術(shù)來解決。

我國(guó)的工程地質(zhì)專業(yè)理論體系實(shí)際應(yīng)用要比環(huán)境地質(zhì)略早，建國(guó)之后的三十年是工程地質(zhì)專業(yè)理論體系實(shí)際應(yīng)用及發(fā)展的重要啟蒙期，也可稱作奠基期。將工程地質(zhì)勘察后取得的經(jīng)驗(yàn)成果引入至工程地質(zhì)中，在理論與技術(shù)兩個(gè)層面都得到不斷創(chuàng)新與發(fā)展，此時(shí)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，在環(huán)境地質(zhì)方面產(chǎn)生了很多問題。在之后改革開放的若干年中，工程地質(zhì)專業(yè)實(shí)際發(fā)展開始進(jìn)入快速期。此時(shí)，國(guó)內(nèi)開展大規(guī)模建設(shè)，這是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工程建設(shè)不斷發(fā)展的重要時(shí)期，同時(shí)也是人口數(shù)量和資源環(huán)境開始產(chǎn)生矛盾的時(shí)期。在工程建設(shè)活動(dòng)中，空間與規(guī)模都在不斷增大，由此產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)方面的問題越來越突出。環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害有相對(duì)較高的發(fā)生率，其根本原因在于：①在工程建設(shè)過程中，項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)安全系數(shù)的取值過低；②對(duì)建設(shè)項(xiàng)目存在的地質(zhì)問題沒有引起重視或沒有指定有效的預(yù)防措施[3]。

目前日益提出的工程地質(zhì)理論，主要來源于相關(guān)工作者的不斷研究，針對(duì)不同環(huán)境地質(zhì)條件，有效解決不同的地質(zhì)問題，由此產(chǎn)生了很多不同學(xué)科，使工程地質(zhì)得到發(fā)展，從根本上解決了工程建設(shè)和工程地質(zhì)相脫節(jié)的實(shí)際問題。引入工程地質(zhì)學(xué)主要目的在于使工程建設(shè)與未來運(yùn)營(yíng)提供保護(hù)，使環(huán)境得以穩(wěn)定發(fā)展。目前，工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)大量吸收了現(xiàn)階段豐富的科學(xué)思想及理論，并將其深入到不同的領(lǐng)域，為實(shí)際的國(guó)土規(guī)劃及資源開發(fā)中發(fā)揮出重要作用，提供可靠技術(shù)支撐。

礦山開采是在天然環(huán)境中進(jìn)行的重大人為活動(dòng)，在不僅沒有預(yù)見性又沒有能力的最近一個(gè)世紀(jì)當(dāng)中，帶來了很多無法挽回的災(zāi)害。在礦山開采中，會(huì)引起很多地質(zhì)災(zāi)害，比如地形破壞、地面塌陷和變形、水土資源流失等。對(duì)此，只有做好預(yù)測(cè)預(yù)防，才能有效的消災(zāi)和減災(zāi)，否則將得不償失。

2 巖土工程理論體系的應(yīng)用與發(fā)展

在我國(guó)，巖土工程是在改革開放之后才深入至土木工程不同領(lǐng)域的。對(duì)于巖土工程學(xué)，它是有一定邊緣性但獨(dú)立存在的學(xué)科，可以作為工程地質(zhì)與水文地質(zhì)重要分支，也是將工程地質(zhì)與水文地質(zhì)各項(xiàng)原理及方法引入至工程建設(shè)領(lǐng)域的重要表現(xiàn)。工程建設(shè)過程中，它和不同的學(xué)科相互交叉和滲透，在高度集成和應(yīng)用之后將會(huì)形成當(dāng)前的巖土工程。事實(shí)上，工程地質(zhì)相關(guān)理論已經(jīng)滲透到了土木工程很多領(lǐng)域，僅僅是沒有對(duì)巖土工程進(jìn)行定義。有專家提出，凡是和巖石或者土體相關(guān)的活動(dòng)，無論處在地下還是地上，都屬于巖土工程范疇。雖然這一定義完全正確，但如果能添加水這一元素，將更為妥當(dāng)。在我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，巖土工程在九十年代被證實(shí)確定下來。在巖土工程勘察方面，于1994年正式提出了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在八年后由提出了新的規(guī)范，同時(shí)配套出版了手冊(cè)[4]。

巖土工程建設(shè)勢(shì)必會(huì)使自然環(huán)境產(chǎn)生變化。相關(guān)專家提出：人們不可因噎廢食，更不可對(duì)巖土工程建設(shè)的第四次浪中的雜音隨聲附唱。我國(guó)正在第四次浪潮當(dāng)中對(duì)大自然和大環(huán)境進(jìn)行改造，為人類社會(huì)向可持續(xù)方向發(fā)展提供了很大的便利。無論是南水北調(diào)還是青藏鐵路，都在大力開展建設(shè)，這充分表現(xiàn)出了巖土工程具有的作用。在最近的十幾年中，巖土工程極大的豐富了這一學(xué)科的應(yīng)用及發(fā)展，涌現(xiàn)出很多分支學(xué)科。在城市工程建設(shè)過程中引入巖土工程理論將可以形成對(duì)環(huán)境十分友好的工程[5]。

縱觀巖土工程與它的技術(shù)理論實(shí)際發(fā)展和創(chuàng)新情況，橫觀巖土工程存在的不足，在基礎(chǔ)施工過程中，還存在巖土結(jié)構(gòu)和地下水等方面的問題。以某工程為例，由于對(duì)地下水的評(píng)價(jià)不夠清晰，對(duì)基坑周圍存在的地下水的實(shí)際補(bǔ)給條件與排水條件都沒有查明，所有沒有進(jìn)行抗浮水位的分析和設(shè)計(jì)，即便進(jìn)行了抗浮設(shè)計(jì)，也未能達(dá)到理想的效果，更沒有進(jìn)行抗拔樁的設(shè)置。這樣一來，在主體結(jié)構(gòu)施工完成后，由于受到地下水的作用導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)整體發(fā)生上浮，使梁板等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂，之后為了對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理和修復(fù)，投入了大量的費(fèi)用，造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失[6]。

3 結(jié)束語

綜上所述，無論是水工環(huán)地質(zhì)還是巖土工程，都屬于地球地質(zhì)學(xué)科主要分支學(xué)科，這兩個(gè)分支學(xué)科都具有相同的特點(diǎn)和目標(biāo)，即直接面向于大自然，為地球上的人類及大自然實(shí)現(xiàn)永生，利用豐富的科學(xué)理論，并與工程的實(shí)際情況充分結(jié)合，以此更為深入的了解自然，并對(duì)自然進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑臁Ｋきh(huán)地質(zhì)和巖土工程基本理論體系可謂是一脈相承，不可分割，都屬于自然科學(xué)范疇。利用過硬的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)能有效解決各項(xiàng)實(shí)際問題，而不同學(xué)科的相關(guān)理論體系還需要得到不同分支學(xué)科的大力支持，更好的促進(jìn)未來發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新，使水工環(huán)地質(zhì)和巖土工程技術(shù)都得到前所未有的突破。