时间：2023-03-20 16:16:06
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1矿山开采影响范围
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；
2）根据矿山开采方式，采用赤平投影的方法，对矿山采后地质环境进行评估，得出矿山开采影响范围为露天采场外延215m；水泥用石灰岩矿采矿活动诱发地质灾害的可能性大，造成的损失小，危险性中等，影响严重；对含水层影响较轻；对地形地貌景观影响严重；对土地资源影响严重。因此，预测矿山采矿活动对矿山地质环境影响严重。
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。
很明显，要想不修改设计，地质工作必须做到家，基本的地质工作量必须保证。作为地质师，既要尊重事实，坚持真理，实事求是，还要努力学习，开拓进取，勇于创新，更要勤于实践，不迷信权威，不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立，去维护；工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取
（一）可行性研究勘查阶段
可行性研究勘查阶段科学的评价了拟建场地的稳定性以及适宜性。这一阶段对工程地质工作的要求如下：1、考察当地的地质、地形地貌以及附近地区的工程地质资料等；2、在搜集资料的基础上对场地的地层以及构造等工程地质条件进行了解；3、对于那些工程地质条件较为复杂的情况，要根据实际情况来测绘工程地质，开展勘探工作。
（二）初步勘查阶段
在初步勘查这一阶段，合理的评价建筑场地内建筑地段的地质状况。这一阶段的工程地质勘查工作如下：1、搜集一些可行性研究报告、建设规模等相关资料；2、对地层、构造、水质以及物理地质现象的成因、分部进行详细的了解；3、对建筑材料的场地以及储量进行合理的确定。
（三）详细勘查阶段
详细勘查这一阶段要与技术设计充分结合起来，并且在分析以及评价岩土工程的时候，要根据不同的建筑物来进行。详细勘查可以为基础设计、处理地基以及物理地质现象的防治提出了坚实的基础。
二、高层建筑物的主要工程地质问题
本文主要分析了高层建筑物的工程地质问题，由于高层建筑物具有重大的负荷以及分布不均匀，一般情况下要采用深基础，促使地基变形的深度加大。
（一）建筑物场地的稳定性问题
高层建筑物以及超高层建筑物地基变形会产生较大的影响，这一类建筑物的范围不仅会影响地表的松软土，而且也会影响到基岩风化带。在高层建筑物中，不仅要重视地基土体的稳定性，而且要注重下卧层的稳定性。岩性以及成因类型、土体结构等都影响着下卧层的稳定性。所以，在选择建筑场地的时候，要以城市地震基本烈度区划为基础，在勘探过程中验证以及查明建筑场地周围的地质结构，通过分析与比较选择合适的建筑场地。
（二）基础类型选择的工程地质论证
目前，高层建筑的主要形式是指箱基、桩基以及复合基础。第一，箱形基础。其中箱形基础的特点如下：较大的基底面积、整体性较好等特点。如果地基中的土体较为软弱以及分布不均匀的时候，此时要选择箱形基础，这种形式不仅会减少建筑物的不均匀沉降，而且可以合理利用其中的空部分。第二，桩基。桩基包括了钢管、墩基等几个部分。桩基具备较高的承载能力，而且可以避免基坑边缘的稳定性等问题。在上覆较厚软土层的地基中比较适合使用桩基。所以要按照地基工程的实际施工条件来进行，选择有效的桩基类型。第三，复合基础。如果仅仅采用复合基础这一种形式不能满足高层建筑对地基强度以及变形的实际要求。如果在施工过程中出现了困难，此时要选择箱基下桩基的复合基础类型，采用复合地基处理来降低承载量。现阶段，在实际施工过程中要采用深层搅拌桩。然而如果施工条件较为复杂，造价较高的时候，此时要结合建筑物的实际要求来进行，促使建筑物工程的顺利开展。
三、加强高层建筑工程地质勘查工作的途径
（一）详细了解以及掌握建设单位对岩土勘测的要求
工程师在勘查工作开展之前，要详细了解以及掌握建设单位对岩土勘测的要求，并且要充分结合工程的用途以及载荷大小，同时还要充分结合施工现场的实际情况编制科学的制度。另外在制定时间计划的时候要联系实际情况，注重资料整理、土木试验等环节，对试验、钻探施工等技术提出了合理的要求。
（二）工程地质勘查人员要充分结合施工现场实际条件进行勘查工作
在开工之前，工程地质勘查人员要从实际情况出发做好勘测以及核实工作，并且要核对钻机所使用钻杆的尺寸以及长度，确保各部门技术参数满足实际施工的具体要求。在岩土勘测这一工作中，要按照相关的规章制度来进行，选择合理的钻进方式。在测量高程和水位的时候，要选择黄海高程，如果条件不合适要采用假定高程，等到施工工程结束之后来测量地下水位。同时工程师要核对以及验收相关资料来确定相关数量，并且做好现场监督工作，提高勘查技术的质量。
（三）做好地质勘查工作，分析数据，做好整理勘查数据工作
在整理以及分析数据之后要查明现场等实际情况，促使施工工程的顺利进行。同时还要检测地基处理的质量，特别是做好记录工作，认真分析相关数据，便于日后工作的顺利进行，提高工程地质勘查的整体质量。
（四）加强回访工作，查明其中的不良地质问题
为了能够促使地基的质量与现实施工条件相符合，这就要采取有效的措施来检测工程的质量，特别是对于那些施工过程中的数据域勘查报告不相符，此时要合理的分析，减少工程过程中的质量问题。
四、结语
笔者在野外调查期间仔细研究了崩塌19处，其中HB082+511右16m倒龙崩塌、HB107+234左49m吉心场崩塌、HB242+224左10m长阳堡镇崩塌三处崩塌离设计管道线路最近，威胁最大(表略)滑坡滑坡主要发生在川东、渝中及鄂西中低山区，集中在宣汉、石柱、利川、恩施、巴东、长阳一带，土质、岩质滑坡均有发育，多集中分布于地形坡度大于25°，尤其是顺向结构边坡地段。降雨是诱发滑坡发生的主要因素，雨水入渗滑体后软化滑带，增大滑体容重，导致坡体失稳产生滑动，对管道工程安全构成威胁。本次共调查滑坡52处，其中对管道工程危险最大的滑坡为四川境内的峨城山古滑坡，该滑坡平面形态呈舌状，由崩坡积块碎石土组成，厚5～10m，下伏自流井组砂、泥岩，滑体长约300m，宽约50～100m，滑体平均厚度7m。属古滑坡，该滑坡前、后缘现状不明显，仅在滑坡体右侧见滑体中小规模次级滑塌。不稳定斜坡川东、渝中及鄂西山区管线附近存在有相当数量的潜在不稳定斜坡，笔者共调查74处。一类属自然斜坡，即地壳长期的抬升和地表水侵蚀下切作用下形成的天然斜坡;另一类为人工边坡，为人类工程活动开挖形成。其中自然不稳定斜坡由于自身结构的特点，当外界条件具备时，易发生变形破坏。具备易汇水的松散堆积体斜坡、松弛破碎岩体斜坡、切脚的顺层岩质斜坡常以滑坡形式产生变形破坏;具备外倾结构面的高陡斜坡、受多组裂隙切割的外倾楔形岩体悬崖陡壁则常以崩塌形式产生变形破坏。前者多在管道顺坡穿越的“V”型沟，后者多在管道跨越的“U”型谷。人工不稳定边坡主要表现为公路边坡及居民建房形成的局部切坡，土质边坡多以局部小范围的坍塌为主，岩质边坡多以零星崩塌掉块为主。在管道沿线已建和在建的交通线路上多处见有人工不稳定边坡，一般高3～20m，长10～200m不等，均存在不同程度的变形。管线工程经常从这些不稳定斜坡体上方或下方经过或横穿，施工时极易造成该边坡体失稳破坏，给自身带来损失。2.4泥石流泥石流主要发育分布于川东、渝中及鄂西山区，以沟谷型稀性小型泥石流为主。区内沟谷深切、汇水条件良好、地形坡降大，为泥石流发生提供了地形条件;大量的松散堆积物及人工弃渣为泥石流发生提供了充足的物质来源;区内丰沛集中的强降雨则为泥石流提供了水动力来源。
地质灾害危险性评估
笔者对研究区内地质灾害危险性评估方法采用“危险性积分法”，即列出与地质灾害危险性最密切的评分项目，按100分制逐段、逐项进行考核打分，分高为危险性大，分低为危险性小［5－6］。最后根据评分结果，结合实际情况给出危险性不同级别的标准分值，并按这个标准综合评估每一地段地质灾害危险性等级(表略)。综合评估原则与量化指标，对管道工程和附属站场逐段逐场进行综合评估。据管道沿线各段地质环境条件、地质灾害发育程度、施工和营运过程中可能发生的地质灾害、管道施工方法、管线附近人类工程活动、地质灾害对管道和周边的危害程度等方面的依据，将整个天然气管道工程1967.05km长管线(含支线工程)划分为162个段进行地质灾害危险性综合评估。全路段及分省段地质灾害危险性综合评估结果统计。
地质灾害防治对策
滑坡、不稳定斜坡研究区的滑坡、不稳定斜坡主要集中在川东、渝中及鄂西中低山区的宣汉、石柱、利川、恩施、巴东、长阳一带。从地形坡度上分析滑坡和不稳定斜坡多发生在坡度大于25°的边坡，尤其是顺向结构边坡地段。调查显示，降雨是诱发此类灾害的主要因素，因此要防止雨水侵入对滑坡、不稳定斜坡的影响，同时根据滑坡、不稳定斜坡发育的位置与管道之间的距离，亦分别采取不同的防治措施。管线距滑坡、不稳定斜坡距离在50m以上管线距滑坡(不稳定斜坡)距离在50m以上，滑坡(不稳定斜坡)变形破坏不会直接影响到输气管线的正常建设和运行，因此对待这类滑坡和不稳定斜坡主要采取加强监测、及时评估的处置措施，在沿线的52处滑坡中，这类滑坡共有37个，占滑坡数量的71.2%;在沿线74处不稳定斜坡中，这类斜坡共57处，占不稳定斜坡总数的77%。管道位于滑坡、不稳定斜坡影响范围内滑坡和不稳定斜坡在管道影响范围内但滑坡失稳不直接威胁管道，但可能影响管道安全运营，此类滑坡、不稳定斜坡的防治主要是加强变形监测，适当支挡，稳定坡脚。这样的滑坡有5处，占总数的9.6%，不稳定斜坡有7处，占总数的9.5%。滑坡、不稳定斜坡变形破坏直接威胁管道管道从滑坡体(不稳定斜坡)前缘或中穿过，这种条件下有两种防治方式，一是对滑坡、不稳定斜坡进行工程治理，通过设置挡墙、坡面护坡、排水，并在管道施工时，采取一定的工程措施，如分段敷设，避免连续不间断大开挖，保证滑坡体稳定，并加强监测，确保管线运行的长治久安;二是改线处理，通过调整线路，使管线处于滑坡变形影响范围以外。这类滑坡共有11处，占总数的21.1%，其中3处通过滑坡治理后通过，另8处根据滑坡发育情况，进行了线路调整，使滑坡不直接威胁管道;不稳定斜坡有10处，占总数的13.5%，均进行了工程治理。崩塌灾害崩塌灾害点主要分布在川东、渝中及鄂西南山区一带的地势高陡的陡坡地段，沿线88处崩塌灾害点中笔者重点调查了其中19处，认为崩塌灾害防治主要有两种情况。崩塌直接威胁管道安全全线19处崩塌中，3处崩塌直接威胁管道工程，这类崩塌稳定性较差，上部危岩体积大，直接威胁到管道、设备和施工人员的生命财产安全，危险性极大，其防治方式一是合理避让，适当调整线路，使管道远离崩塌区，管道沿线有三个崩塌(倒龙崩塌、吉心场崩塌、长阳堡镇崩塌)采用这种方法处置;二是管道施工前采取措施，清理可能产生崩塌的危岩体，并加强工程监测，管道重庆、鄂西的7处崩塌采用了这种治理方式。崩塌位于管道影响范围内不直接威胁管道工程的崩塌体共有9处，这些地段施工前仔细调查工作场地及其周围是否有可能产生崩落、滚动的松动岩块、浮石等，少量危岩提前予以清除，并控制爆破药量，避免产生崩落;加强监测，发现问题及时处置。泥石流管道工程沿线泥石流主要发育川东、渝中及鄂西山区，以沟谷型稀性小型泥石流为主，共发育大型泥石流沟10条，管道经过泥石流沟时，主要通过加大埋置深度(一般进入基岩)并做适当加强防护，将剩余弃渣堆放于开阔的沟底或宽缓的洼地，并视地形情况修筑挡土墙，做好沿线地表植树造林工作，避免水土流失导致的泥石流灾害。同时在低洼地带加强防护，对潜在不稳定斜坡地段加强支挡，建议跨河处埋设河底，并加设防冲措施地面沉降地面沉降主要由过量开采地下水引起，管道沿线地面沉降主要涉及江苏、浙江、上海等区段，此类灾害多表现为缓变，其防治主要是考虑不均匀沉降带来的管道变形，为此，管道设计中，采用能够承受一定变形的弯(接)头，并在管道下加厚垫层，降低不均匀沉降。地面沉降分为岩溶地面沉降和采空地面沉降两类，防治方法分述:岩溶地面沉降岩溶地面沉降主要分布在鄂西山区、鄂东平原丘岗区，主要有三个地段发生塌陷，即恩施崔坝岩溶塌陷群、建始百步梯岩溶塌陷及大冶市大箕铺镇－金湖街办岩溶塌陷区。管道经过岩溶塌陷区时，首先要加大岩土工程地质勘察力度，全面查明岩溶分布情况，在产生塌陷的地段，若塌陷坑范围不大，且周边地质条件稳定，可适当调整线路，若管道穿过塌陷区，要采用回填、坑口铺盖、采用灌浆、地基土加固等工程处理措施，或者提前架设基础梁跨越陷坑。采空地面沉降管道沿线采空区共发现有11处，主要分布在湖北段大冶大箕铺镇铜矿开采区内，细垴湾、冯家山、三角桥村、黄皮山四个采空塌陷距管线较近，塌陷呈趋强势头，严重影响管道安全，管道经过此类采空区时，通过详细勘察，对其中8个采空区进行避让，对3处无法避让的采空区，利用桩基础设支点跨越。
关键词：地质环境；灾害；突出；严重；问题研究；分析
1我国地质环境和灾害突出和严重性
我国环境地质和灾害地质极为突出和严重，而且有日益恶化之势。例如我国在经济调整增长的同时，灾害的损失也日渐增大。1989年，灾害损失525亿元，1990年为616亿元，1991年达1050亿元，占国民生产总值的1/6。如不考虑物价上涨因素，灾害所造成的经济损失增长1990为17．33％，1991年高达70．45％，问题严重，不容忽视。
要把保护地质环境，减轻地质灾害工作看作是创造财富的工作，其在社会发展中的作用与地矿勘查工作相同。
水资源的开发利用和合理调配是今后我国值得注意的重大问题。此外，地下水日益短缺，水质不断下降，过量开采还引起地面沉降、海水入侵等一系列地质灾害。土地利用不当，带来了水土流失、石漠化和沙漠化问题。一些跨世纪的重大工程，对区域的生态平衡和环境也存在着巨大的影响。因此，开展地下水资源和地质环境研究对我国经济发展和社会稳定具有重大意义。
这方面的研究工作：一是要围绕重要经济区和国土整治区、重要城市、重点工程项目、重要交通干线和重点矿山，开展地下水资源合理开发利用和科学管理水资源与环境协调发展、区域地壳稳定性、地质灾害预测与防治、地质—生态环境效应、污染的防治等方面的研究，为合理利用水资源、改善和保护环境、减轻地质灾害、促进经济建设和社会发展服务；二是加强区域地质—地球化学环境、生物地球化学特征、生态效应与系统控制，为人类健康与发展农业服务。
2我国地质环境和灾害问题研究分析
由于我国地质环境和灾害问题突出，除继续密切结合国土开发整治和国民经济建设需要，进行完善地质环境区划和区域评价，加强发展地质环境和地质灾害监控—预报—减轻系统以外，要重点开展以下几个领域的工作：
2.1干旱地区水资源的调查开发利用与保护研究我国干旱区面积占全国面积1/4以上，主要包括新疆大部，内蒙古、甘肃、青海西部、宁夏等，降水量不足200毫米。这里，土地资源、矿产资源飞能源和气候资源都比较丰富，农业、工矿业发展潜力比较大，但发展中的最大制约因素就是水资源问题。因此，加强西北干旱地区水资源的开发利用与保护研究，具有开发西北超前的战略研究意义。
2.2我国西南岩溶石山生态环境治理与农业持续发展试验基地研究我国西南六省岩溶区是世界上最大的联片岩溶区，是我国重要能源和有色金属基地。然而近年来石漠化发展速度很快，生态恶化，人民生活贫困，是我国当前最贫穷的地区之一，严重制约了当地经济、社会发展，甚至还会威胁到长江、珠江中下游的生态平衡和发展。西南岩溶地区又是我国四大生态脆弱带（黄土、沙漠、红壤土、岩溶）之一，过去国家对其它三个类型的研究，已有较大持续的科技投入，有力地推动了对它们的治理。但对岩溶区，仅“六五”期间组织过一次以治水为主题的攻关，而在基础问题上无重大投入。
为了尽快改变岩溶山区落后面貌，要在这一地区选出的基础问题和应用问题开展多学科、多部门的综合治理试验基地研究，为岩溶石山治理、资源的合理评价开发、促进西南地区持续发展提供可靠的科学基础，对全区乃至全球岩溶石山治理都可起示范作用。
①岩溶地区四层圈之间相互作用规律（碳、水、钙及其它元素环）。②西南岩溶石山的形成演化与人地协调发展关系研究。③岩溶地区资源形成机理和分布规律。④岩溶生态系统的类型、展布规律与经济开发关系。⑤岩溶地区石漠化的形成条件飞机理和演变过程。⑥岩溶石山区人口、粮食、环境、经济持续协调发展战略。
2.3东部沿海地区环境与灾害监测、预报和防治系统研究东部沿海地区作为我国经济改革的窗口，近十几年来获得了迅速的发展，成为我国一个重要而又独特的经济区域。但是，不能不看到，随着沿海经济建设的迅猛发展和对海洋资源的大规模开发，也带来了日益严重的环境问题和灾害的激发，自然环境正在进一步恶化。
20世纪70年代以前，我国只有零星的地区发生海水入侵。随着沿海开发，大量超采地下水、海水入侵范围不断扩大，辽宁、河北、山东、江苏、广东等省的沿海城市均出现了不同程度的海水入侵。北方城市尤为严重，如胶东湾海水入侵速度已从每年数十米增加到每年401米，入侵范围达627平方公里。海水入侵使陆地上的淡水资源遭到破坏，更加剧了水荒。同时，使大片土地变成盐荒地，仅山东莱州地区因海水入侵造成的工农业损失累计就高达50亿元。过量开采地下水造成的另一灾害是地面沉降。我国东部沿海地区已近20座城市出现地面沉降，上海、天津两城市最大累计沉降量达到263厘米左右，位于长江三角洲的苏州、无锡、常州、嘉兴、肖山地区已发展成数千平方公里的沉降带，沧州、保定等地的城市地面沉降达2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破坏，地下管道断裂，加大了海水入侵和内涝积水的危害。
人工采砂、淡水截流、乱采乱挖珊瑚礁和砍伐红树林造成海岸的侵蚀，如海南清兰港沿岸，近十年来海岸线后退了150～200米。海岸侵蚀使海岸建筑、土地资源、旅游资源遭到破坏，威胁到港口、码头的安全。
在我国海岸带上的一些城市、港口、海湾出现了不同程度的环境污染，有的地区甚至相当严重，大大超过了国家标准。污染不仅给渔业、盐业、旅游业造成损失，而且诱发赤潮灾害的发生。近年来，我国赤潮发生频率增高，每年数十次，给生态环境、渔业生产带来破坏，也威胁到人民身体健康。
特别需要指出的是，沿海地区灾害造成的损失有日益增长的势头。据统计，由海洋灾害造成的损失，20世纪50年代平均每年不足1亿元，80年代初期平均每年5亿元，1992年则高达100多亿元。在某种程度上，海洋灾害已成为制约沿海经济发展的因素之一。
沿海地区在国民经济建设中占有举足轻重的地位，沿海开发正显加速发展态势。而我国海岸带从北向南跨越了不同的古板块，地质环境相当脆弱复杂，一旦遭到破坏，要花很大财力和物力才能恢复。面对这种情况，除了加强对沿海地区开发的综合管理，建立健全资源、环境合理开发、综合利用和保护的法规体系，处理好资源、环境和建设的关系以外，要加强对该区环境与灾害监测、预报和防治系统的研究程度，力求控制重大地质灾害的突然发生和严重危害，减轻地质灾害造成的损失；另一方面，深入研究各类地质灾害的形成机制和发生、发展规律，研制和推广主要地质灾害的调查方面的监测、防治技术。通过这一地区的研究，为全国各地区环境、灾害监测、预报和防治，为减轻地质灾害积累经验提供依据。
2.4地表过程与土地的可持续利用研究最近国际地科联为了参与并推进《21世纪议程》的开展，成立了环境规划和管理地质学专门委员会（COGEOENNIRONMENT），以便更充分地发挥地质学在环境保护中的重要作用，提高公众和决策者对地学在有效地管理和保护环境及其资源的重要性认识。最近，该委员会向环境问题科学委员会（SCOPE）提出开展《地表过程与土地持续利用》研究的建议，作为地科联参加持续发展工作的一个项目，以便在国土利用和规划中发挥地质学家的作用。
最近一系列研究表明，地表过程对土地状况有着极大的影响，它们可以限制或增强土地利用变化和工程建设的可能性。据国际地科联主席W．S·法伊夫（1993）研究，全球表层土壤的年损失率达0．7％，水土流失产生严重地质生态后果甚至已超出粮食供应本身的问题。我国不少地区水土流失的情况日趋严重，不仅使土壤厚度变化剧烈，而且造成土壤养分降低，土质变差。为了协调和持续发展，我们应从对各种地表过程研究入手，并定量评价水土流失现状，进而提出地质上的治理措施和方案，以便探索不同类型地区的地表过程与生态系统和农业持续发展的关系，使土地能为人类的繁荣和社会发展而得到持续的发展。
2.5城市废物的地质安全处置研究目前，城市规模不断扩大，人口集居密度不断提高，从20世纪50年代到20世纪80年代，城市人口由0．6亿增加到2．2亿，城市废物迅速增长。据1985年粗略统计，仅我国城市垃圾量年产已达5188万吨，其增长率超过10％，预计现在年产量已达到1亿多吨。我国城市废物排放量大，而且集中，不但至今基本上未得到妥善处置，而且其数量有大幅度增长趋势，对大气、地表水和地下水的污染非常严重。此外，我国核废料的安全地质处置，特别是高放射性核废物的安全隔离还是一项艰巨的任务。为此，地质学家要与其它自然科学家一起，研究城市废物的地质安全处置技术和方法，实现废物的安全处置。
2.6化学定时炸弹与人类的生存和健康人类活动对地球环境的影响日益加剧。因此，协调人地关系，探讨人地作用机理，揭示人类生存与环境之间的内在联系，已成为维护人类继续繁荣和不断发展的关键，并开始成为人类认识地球新的出发点和突破口。
根据最近国内外的许多研究，人类作为一种重要的地质营力所引起的环境剧变，特别是化学定时炸弹效应，不仅超过自然变率，而且已危及到人类本身的健康和生存发展。许多专家认为，当今人类疾病90％以上与微量元素有关，许多疑难绝症和大面积的地方病都与人体微量元素失衡有关，而人体必需的微量元素只能由体外汲取。因此，地球化学环境背景对人类生存的健康至关重要。对它的研究不仅有理论意义，而且具有非常现实的意义。
关键词：水利水电；工程地质问题；环境问题；勘测问题
一、水利水电工程建设与环境问题
1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后，由于地应力的调整或水体下渗等原因，触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明，要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件：①水库岩石比较破碎，且处理效果不十分理想；②存在有利于应力集中的地质环境条件；③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道，一般而言，水库的坝址没有较大的断裂带存在，仅仅是水荷载引起的地应力，诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震，那将是灾难性的。从1987年的资料至今，我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座，已发现水库诱发地震的有13座。
1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布，从而对周围环境造成影响。例如：①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流，往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题；②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸；③下游地区的地下水位下降；④入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌；⑤因河流流量减少，使得河流自净能力降低；⑥以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响；⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。由此可见，水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。
1.3水利水电工程与气候问题一般情况下，区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后，当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润，形成新的小气候，对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。
1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响：切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，从而影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响：库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏；同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。
二、工程地质工作中存在的问题
2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中，主要问题有以下几种：①工程概念不清，勘探侧重点不明确，针对性不强，方法不当，手段落后；②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入，其适应条件的物理意义混淆不清；③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有：①界定不准确或论证不充分，有问题遗漏甚至结论性错误；②有些地质报告没有地质结论，也有些工程没有做多少地质工作就先下结论，极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过，可能延误开发时机；或者尽管通过了审查，但却给工程留下了隐患，这种情况的危险性极大。
2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期，这是再简单不过的道理，然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面：①一旦需要申报项目，立即就要求提交地质报告；②今天刚刚提交可研报告，明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程，一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的，由于地质条件不清楚，直接导致投资控制不住，施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患，可能造成重大的工程事故。:
三、结语
工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业，它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要，是现代化大生产和保证工程质量的客观要求，是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势，工程地质分析不够深入，有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为，总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有重要的现实意义。
参考文献：
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[2]王连生．水利水电工程地质[M]．武汉：武汉大学出版社，2008：13-15.
关键词：工程地质三维建模与可视化地质信息
1前言
现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程施工与运行阶段，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达和解释如此庞大的资料，比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立工程地质体的三维模型，处理岩层界面与结构面组合关系，逼真反映地下主要地质结构全貌，将为工程地质工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律，提供一种崭新的研究手段和研究方法。
国外三维地质建模和可视化研究发展较快。加拿大阿波罗科技集团公司推出的三维建模与分析软件MicroLYNX，通过对离散点采样、钻探采样和探槽采样等空间数据的处理，产生剖面、块和面等模型，确定矿藏分布和等级变化并计算矿藏储量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司开发的Gemcom软件通过钻孔、点、多边形等数据，利用实用的图形编辑和生成工具，显示钻孔孔位分布，运用不规则三角网建立表面和实体模型，运用多义线圈闭岩层和矿体边界进行储量和品位分析，提供了交互操作功能并允许用户根据自己的经验和专家知识勾画地质模型，实现任意剖面切割任意角度观察和实体与实体或实体与表面的交切与布尔运算等。国外软件主要是瞄准采矿工程，能够较好地满足采矿工程活动中的矿产资源勘探和评价、地下矿井和露天矿坑设计和规划、矿产资源管理和采矿生产管理等需求。美国Kinetix公司开发的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司开发的Maya和微软公司开发的Softimage等大众化的三维建模软件，在构建工业和建筑模型与动画制作方面有其独到之处，但交互查询的功能较弱，与工程勘测数据库结合并应用于工程地质三维建模方面还有较大距离。
张菊明等对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法[1,2]进行了较为深入的研究，为工程地质三维可视化软件的开发准备了数学基础，并借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示。国内的灵图VRMap地理信息系统软件有较强的地形模拟和地表地物的查询功能，但不是真三维的地质建模工具。北京东方泰坦科技有限公司开发TITAN三维建模软件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面数据，建立起三维空间复杂形状物体的真三维实体模型，但目前只是初步的三维建模与图形处理的引擎，在面向具体专业时，需要添加或扩充专业模块，比如工程地质专业模块等。
纵观国内外几种软件的研究与开发现状，它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础，提供了很宝贵的开发经验。但是，对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强，不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手，简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。
2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合
工程地质复杂地质体中的各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合，多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等，则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3]，平面弹性理论插值法[1,2]等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。
2.2三维数据结构
工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面（和地表曲线、地下水位面等地质层面界线）和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础，这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，能够确保人机交互和查询的实现。
2.3曲面求交
地质体中存在大量各种层面，当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面（层面）之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。
2.4三维拓扑结构分析
从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。
2.5可视化技术
工程地质复杂地质体可视化，是利用计算机技术将工程勘测获得的数据，转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。
3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图
工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。
基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面,工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。
3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理
在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。
以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性（地层名称）、地层代码（地层年代）、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。
3.2.2三维浏览
通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格（图3），进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察（图4）。
3.2.3三维地质立体图
利用工程勘测数据，建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为：第四系崩坡堆积物，侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩，三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩，三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图，能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。
3.2.4三维可视化查询
通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接，实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息，最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型，通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接，能够查询地层的岩性，地质年代，起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。
4结论
(1)运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库，存储和管理现场勘探实测和试验数据，建立工程地质体的三维模型，工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致，对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布，从而不断提高模型精度，并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足，从而及时修改勘察或研究工作方案，指导下一步勘探或研究工作的实施。
(2)工程地质三维建模与可视化的深入研究，可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据，达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下，通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型，可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势，从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据，达到节约花费，为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。
(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体，存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息，完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系，工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。
参考文献：
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通过互联网以及信函咨询的方式，对国内同济大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、中南大学和湖南大学6所高校的土木工程地质教学课程内容设置进行了调查，通过调查发现，以上学校主要存在以下几个共同点：
1、强调对工程地质基本概念的学习。在课堂学习过程中，主要课时都集中于学习在工程实践中经常用到的专业术语，强调概念的厘清。课堂学习的主要内容主要包括以下几个方面：(a)地质作用与地质构造的基本知识，包括地质年代的识别、地质图的识图、常见地质结构的概念（褶皱、节理、断层等）；(b)三大岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）的成因、归类和鉴别；(c)第四纪地质的基本知识，包括残积土、沉积土、冲积土、坡积土等概念、成因及对工程的影响；(d)地下水的基本知识，包括地下水的分类、运动基本规律、补给与排泄方式、对工程的影响等；(e)工程地质勘察与分析在具体工程的应用，包括在隧道工程、边坡工程等方面的应用。
2、强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备，学习地质罗盘等地质考察工具的使用，同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石，还要学习地质图的填图和阅读等。
3、强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段，书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象，因此，各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性，把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来，加深对基本知识的理解和掌握。一般而言，野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异，其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知，但是，同时，各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容，介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用，比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重，实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段，实习实践时间长达20~30天，考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件，以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师，教授2名，副教授3名，讲师3名，其中具有博士学位的4人，硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名，二等奖1名，校级优秀教师1人，今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项，并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果，但是，和兄弟院校的工程地质教研相比，我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足，工程地质是一门经验型极强的专业，需要足够丰富的现场工程经验，因此需要老中青传帮带，让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次，对工程地质教学的重视程度不够，课时设置偏少。最后，教学内容更新不够及时，工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此，为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐，教学改革刻不容缓。
二、当前土木工程地质教学存在的问题
通过以上详细的调查和对比分析，目前土木工程地质教学仍存在以下问题：
1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成，缺乏一个统一的标准，因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》，浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》，石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。
2、在教学内容上与其它课程交叉重复，无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程，是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础，因此，由于与其它学科老师交流不够充分，往往存在重复讲授的情况。比如，以有效应力这个概念为例，在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到，由于这个概念的重要性，各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性，都会着重讲解这个概念，虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解，但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。
3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度，课堂课设课时大多是32~48个学时，因此，老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看，基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后，没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响，往往后面工程应用的章节皆为学生自学。
4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多，同时又由于课时的不够，这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分，学生容易产生枯燥情绪。
三、土木工程地质教学改革措施
为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题，让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识，必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革，具体改革措施如下所述：
1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力，又是动力。通过精品课程建设，可以找出当前教学中存在的薄弱环节，精简重复的教学内容，突出本门课程的特色，使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设，因此，有必要根据新时期土木工程培养目标，并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术，编写一本深入浅出的教材，教材中不仅包含传统的知识要点和概念，还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等，同时还应包含工程实例，让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设，因此，有必要加大对教师队伍的培养力度，引进和培养一批有新视野、新知识的老师，以此给课堂注入新的气象。
2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性，在教学过程中，善于发挥学生的主导地位，采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时，要注重课前的准备，精心备好每一节课，善于总结归纳每节课的重点，以“主线法”讲授课程知识。
3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时，让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时，老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间，比如规定某个主题，要求学生自主独立进行文献调研，完成该主题相关文献的归纳总结，并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外，强化考试试题库建设，完善考试规范和制度，强化对学生进行专业知识训练。最后，要重视工程地质实习在教学中的作用，因为该门课程的实践性很强，需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象，使学生巩固在书本上学到的知识，有感性认识上升到理性认识，同时在野外地质实习过程中，亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。
4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题，在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解，因此，工程实例教学是一个非常重要的手段。比如，老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例，结合书本知识讲解如何解决工程问题，分享在解决工程问题过程中的心得体会，这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣，又能让他们积累相应的工程经验知识。
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