水利工程勘察设计规范大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇水利工程勘察设计规范范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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1水利工程施工技术和质量管理的必要性

1.1优化工程建设质量

水利工程建设具有较高的专业性，其工程建设总量较大，且质量影响因素繁多。现阶段，我国水利工程建设质量存在较大问题。一方面，水利工程的平面、立面结构不合理，这使得工程本身防旱、抗涝的水利职能受到较大影响，影响了水利设施防的社会服务能力。另一方面，在施工过程中，受技术应用不当、质量把控不严格等因素的影响，水利设施本身存在一定缺陷。比如，在水利堤防工程中，堤防溃堤、渗漏现象较为常见，同时受水利功能与生态功能协调性差的影响，水利工程建设区域水土流失较为严重。新时期，进一步优化水利工程技术应用，能够实现工程自身病害的有效防治，进而达到提升水利工程建设质量的目的。

1.2保证工程建设效益

提高水利工程施工技术和质量有着良好的经济效益。一方面，进行施工过程技术和质量控制，能够实现项目建设的综合管理，从而在优化资源配置的基础上，促进建设资源价值的最大转化，其有助于工程建设成本控制，提升项目自身经济效益。另一方面，水利工程在防洪、除涝、灌溉、发电、供水、围垦、水土保持、水资源保护等方面发挥着重要作用，提升水利工程建设质量，能够有效地推动相关产业发展，提升工程项目的综合效益，对于国民经济发展意义重大。1.3顺应水利发展需要新经济形态下，我国水资源浪费、水资源污染问题愈发严重，为提升水资源利用效率，在水利工程项目建设中，人们不仅加大了现代科学技术的应用，而且强调以人为本理念，确保实现水利工程的综合治理和协调发展。从水利工程建设过程来看，其要求水利工作人员在施工中注重水利、经济、生态等因素的全面协调。现阶段，规范化地使用施工技术，并进行施工质量的严格管理，能够统筹项目建设的各方因素，从而顺应现代人文水利的建设趋势，确保水利工程兴利除害，造福社会。

2项目概况

为解决乌拉特前旗东部区工业区10家铁选企业的生产用水问题，当地政府发起了乌拉特前旗额尔登布拉格地区工业供水水源置换工程。该项目建设内容较为繁多，就取水工程而言，取水泵建设是其建设的重要内容，其包含了4台卧式离心泵的安装施工，其中3台设备进行正常工作应用，另外1台离心泵备用取水，单泵设计流量0.19m3/s。此外，该工程还包含了取水泵站及其各类附属建筑物等土建施工。具体而言，进水口、进水渠、主、副厂房，金属结构及启闭机安装、厂区绿化、地面硬化、围墙、场地、道路平整都是其建设的重要内容。项目施工过程中，工程建设人员落实以人为本的建设方针，在分析工程建设环境的基础上，进行施工方案设计、施工质量监管、施工进度安全控制、施工人员设备的全面管理，有效提升了工程项目建设质量。从施工效果来看，本项目的建设将极大地缓解乌梁素海东部流域地下水持续下降和严重超采的局面，同时为乌拉特前旗乌拉山镇区10多万人的生活用水提供保障。

3水利工程施工技术和质量提升策略

3.1加强工程建设环境分析

自然环境直接影响着水利工程的建设质量。为满足防洪、除涝、灌溉、发电、供水等功能，其建设内容涉及面较广，水利施工过程中，地质、水文、气候环境等自然要素不仅影响着水利工程本身的安全性，更对附近居民的生命财产安全具有较大影响。故而在项目建设中，应规范化的落实地质、水文勘测工作，实现工程建设环境的全面把控。乌拉特前旗额尔登布拉格地区工业供水水源置换工程建设前期，工程勘测人员、设计人员、施工人员进行了施工区域自然环境的全面勘测。就工程地质而言，本施工区域包含了第四系全新统冲湖积层粉质黏土、粉土、粉砂、粉质黏土等多种土质类型，其基础承载力各不相同，其中，第四系全新统冲湖积层粉质黏土和粉砂的地基承载力为120kPa；而粉土的地基承载力为150kPa，此外，粉质黏土的承载力为300kPa。这使得取水泵安装稳定性容易受到影响，对此，施工人员依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）的要求，进行了地震液化性、泵站基础基抗滑稳定性、抗冲刷性、冻胀性、基坑降水的全面把控，有效满足了工程建设需求。而在水文气象条件分析中，本地区属于温带大陆性季风气候，测定每年7月份气温最高，1月份气温最低，多年平均气温为7.4℃；此外，该地区多年平均降水量为215.8mm，夏季6～9月占78.7%，降水量全面变化较大，故而在取水泵安装中，应注重丰水期数量的规范控制，防止对水泵安装造成影响。

3.2合理设计工程建设方案

科学、合理的设计方案能为水利工程建设提供有效指导。施工过程中，施工人员会根据建设工程的要求，对工程所需的技术、经济、资源、环境进行分析和论证，并编制工程建设方案，为实际施工提供支撑[1]。水利工程项目建设中，其影响因素较大，且建设内容的专业要求较高，需在《建设工程勘察设计管理条例》和《建设工程勘察设计资质管理规定》的支撑下，结合本专业内容，施工内容，进行施工方案的河流编制。本项目建设中，为缓解乌梁素海东部流域地下水持续下降和严重超采的局面，保证当地生活生产用水需要，工程建设人员进行了多个项目的施工方案设计。具体设计内容包括施工总平面设计、施工进度设计、施工组织设计、资源配置设计、人员组织设计、施工技术设计、质量保证体系设计、文明环保施工设计等内容。其中，施工技术设计是本项目设计的核心所在，其包含了测量放线、施工导流、排水及防洪度汛、土方开挖、土方填筑、振冲碎石桩、混凝土工程、脚手架、井室、水机设备安装、电气设备安装调试等多项内容。有效地满足了工程甲酸钠需要，为项目实践提供了指导。

3.3重点落实施工质量监管

作为施工技术和质量控制的关键环节，水利施工过程质量监管意义重大。乌拉特前旗额尔登布拉格地区工业供水水源置换工程施工质量监管中，受建设内容繁多、建设区域环境复杂等因素的影响，监理人员进行了重点施工环节的全面监管，为水利设施的高效应用提供了保证。具体监管内容如下：其一，确定工程定位测量监测中，进行工程放线精度的严格把控。测量设备应用中，要求全站仪工作状态满足竖盘竖直，水平度盘水平，望远镜上下转动时，视准轴形成一面必须是一个竖直平面。同时就测量精度来看，本项目要求测量轴线之间的偏差在±2mm；层高垂直误差在±2mm[2]。其二，管井降水施工中，严格按照管井放线定位、钻机就位、钻孔成孔、清空、下管洗井、井管内下设水泵、安装抽水控制电路、试抽水、降水井正常工作、降水完毕拔井管、封井的顺序进行建设。其三，混凝土工程是本项目建设的重要内容，对模板、钢筋、混凝土的应用进行全面检查，要求项目施工满足《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）的控制要求。其四，水泵安装直接影响着工程取水质量，故而在基础施工完成后，进行水泵的规范安装。在水泵安装监管中，要求水泵基础的尺寸、位置、标高应符合设计要求，且安装位置正确。同时，水泵设备不应有缺件、损坏和锈蚀，而转动部件应灵活，无阻滞、卡住现象和异常声音。此外，在水泵与管路接通后，避免在其上焊接和气割，实现设备的有效保护。通过施工过程的质量监管，本项目施工质量得以有效提升，充分满足了人们的取水需求。

3.4进行工程进度安全管理

进度管理和安全管理是水利工程项目管理的两个基本环节，就进度管理而言，本项目管理人员在《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的支撑下，进行了工期控制目标的严格编制，并要求所有施工衔接合理、干扰少、施工平衡[3]。施工安全管理中，构建适用于本项目的安全生产保证体系及安全责任制度，对防火、防洪、保卫、健康保证、文明施工、环境保护与水土保持进行全面管理，同时做好雨季施工和交叉作业施工的设计协调，有效避免了施工安全事故发生，有效提升了工程项目的经济效益和质量效益。

3.5统筹施工人员设备安排

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我们按照“抓好安全生产工作领导是关键，健全组织是基础，责任到位是重点，群防群治是目的”的思路，抓好安排部署，把落实安全生产作为一项重要工作来抓，同业务工作同研究、同部署、同检查、同落实。结合“安全生产年”活动积极开展安全生产法规宣传教育工作。以“治理隐患、防范事故”为主题，深入各施工单位，广泛宣传水利工程施工安全生产的目的、意义，从而提高了参建人员的安全意识和安全素质，增强安全生产的责任感和使命感，始终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，坚持边检查边整改，对发现问题的，坚持跟踪落实到位，从而确保了各项工作措施落到实处，为确保工程安全打下了良好的基础。

二、完善制度，落实安全生产责任

为切实履行好各在建项目的安全生产职责，各工程管理局内设安全生产及合同管理科，专门对各件水库工程建设的安全生产工作进行监管，同时各水库工程项目部下设安全生产管理室，负责各件安全生产现场管理职责。管理局还相应制定了安全生产管理科及各项目部安全生产管理室的工作职责，在施工过程中，安全生产管理人员严格执行各级关于安全生产与管理各项规定，把安全生产放在首位，定期不定期的对工程安全生产管理工作进行检查，落实了安全生产责任，确保了工程人员安全，施工安全，质量安全。

三、齐抓共管，参建各方认真履职

安全生产管理工作是工程施工过程中的重要保障，首先有了安全，工程才会产生效益。在安全生产工作中，参建各方分别履行各自的安全生产职责，建设方代表业主，对安全生产管理负有全责，设计方负有设计安全职责，监理方对工程实施全过程负有安全生产监督职责，而施工单位作为工程的直接实施者，负有行使与落实的直接责任。因此，在工程实施过程中，只有参建各方相互配合，相互协作，才能全面落实好安全生产工作。我县在建水利工程自开工至今，参建各方均分别履行了各自的安全生产职能，为工程实施创造了一个安全、高效的施工环境。

项目法人单位。为切实履行好我县在建水利工程安全生产职责，尼白租水库扩建工程局和小

（一）型水库工程管理局内设安全生产及合同管理科，专门对各件水库工程建设的安全生产工作进行监管，同时在建的各水库工程项目部下设安全生产管理室，负责各件安全生产现场管理职责。管理局还相应制定了安全生产管理科及各项目部安全生产管理室的工作职责和安全生产管理制度，在施工过程中，安全生产管理人员严格执行各级关于安全生产与管理各项规定，把安全生产放在首位，定期不定期的对工程安全生产管理工作进行检查，落实了安全生产责任，确保了工程人员安全，施工安全，质量安全。

工程勘察设计单位。我县在建的8件小型水库除险加固工程初设均由楚雄州水利电力勘测设计研究院承担，技施设计中有7件由楚雄欣源水利水电勘察设计有限公司承担，1件（独田水库）由曲靖能阳水利水电勘察设计有限公司承担；尼白租水库扩建工程由楚雄州水利电力勘测设计研究院承担设计任务。在几个阶段的设计过程中，各设计单位严格按照国家相关的设计规范要求及安全生产规定严格执行，并配备相应的安全生产设施。特别是在隧洞的设计中，配备了钢支撑和竖井的锁口，有效的减少了安全隐患，并且使安全设施有了资金来源。

工程监理单位。为确保工程安全生产，各工程局在与监理单位签订监理合同时就将安全生产管理条款写入合同，并按照要求严格执行国家的安全生产与管理的各项规定，确保了工程安全施工。

施工单位。施工单位是安全生产的责任主体，为确保工程施工安全，在签订施工合同时，工程局就严格按照三合同制签订了工程安全生产合同，并严格按照水利施工规范和安全生产管理各项规定加强对施工安全管理。各施工单位均有安全生产许可证，各个特种工种作业人员均持证上岗，没有无证上岗情况。在施工期间，定期或不定期组织施工管理人员参加各种安全生产培训和考核，组织施工人员进行安全生产教育，并按照劳动保护制度和规定为施工人员配备各种劳动保护用品，使用正常。并且严格执行水利安全生产,“三同时”制度。

四、工程施工方案、安全技术措施的制定与落实，以及安全隐患排查与治理情况

我县在建的重点水利工程共9件，包括尼白租水库扩建工程和8件小（一）型水库除险加固工程。其中：尼白租水库扩建工程于10月21日开工建设,截止目前已完成投资5105万元；小平地水库于3月开工，已于8月完工；高桥、独田、木马河和夜起莲四件水库于10月开工建设，于10月完工；维的、幸福及大血厂三件水库于2月开工，目前正在组织施工。各工程的参建各方严格按照国家、省、州安全生产管理法律法规，认真履行安全职能，落实安全生产责任，做好安全生产工作，从开工至今未出现过工程安全事故。

由于维的、幸福及大血厂三件水库工程于2月份才开工，目前维的水库正在组织防洪堤基础及大坝坝坡基础开挖，幸福及大血厂水库由于技施设计尚未到位，主体工程仅进行控制测量及复核，因此，对照此次文件精神，小（一）型工程局对施工单位上报的施工组织设计进行认真检查，施工方案及安全技术措施均已经制定且较完善，对组织施工的维的水库基础开挖和大血厂水库进库公路等附属工程进行了安全隐患排查，对不安全因素及时进行了整改，并要求大血厂水库施工单位及时向林业主管部门上交防火保证金，提前预防和防范。

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中图分类号P61 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0084-03

1 企业基本情况

武汉宏华膨润土矿业有限责任公司上熊矿区位于武汉市江夏区城南东35km，隶属江夏区湖泗镇上熊村。

咸宁~鄂州的省级公路S314从矿区南端通过，西距京广铁路及107国道贺胜桥站10km，舒安~湖泗乡级公路从矿区西侧穿过，交通较为便利。

按照黄石市冶矿工程设计院有限责任公司2001年12月编制的《武汉宏华膨润土矿业有限责任公司江夏区上熊膨润土矿开采方案设计说明书》，江夏区上熊膨润土矿设计开采规模2万吨/年，预留扩大到5万吨/年。根据两境界内的矿岩量，及考虑过渡和均衡生产，其服务年限为22年~54年（根据产量调整），初步以22年为准。

据该矿山采矿许可证，2002年~2005年生产规模5万吨/年，矿区面积0.09km2；2005年~2008年生产规模2万立方米/年，矿区面积0.1551km2。

据此，江夏区上熊膨润土矿矿山环境保护与综合治理方案适用年限按22年考虑，以保证矿山在闭坑前生态环境得到有效保护，最大程度地减少重大地质灾害发生和人员生命财产损失。

2 矿山保护方案

2.1 保护目标

1）对矿区土地资源、植被资源进行保护；

2）对矿区水资源、水环境进行保护；

3）对矿山地质环境进行保护；

4）对矿山安全生产进行保护。

2.2 保护措施

2.2.1 土地、植被资源保护措施

1）调查矿区土地的使用情况及其分布面积，对基本农田立牌保护；2）在排土场占用土地范围的边界上设立界桩，限制随意外扩；3）提高废渣的综合利用率，争取做到变废为宝，同时减小堆渣场地的规模。

2.2.2 水资源、水环境保护措施

1）对集中使用的重要水源地立牌保护；2）对矿区地下水、地表水水质进行取样监测，每年枯、丰水期各一次，发现水质变化，及时查明原因，并积极处理。

2.2.3 矿山地质环境保护措施

1）对矿区内的地质灾害隐患点，设立警示牌，提高人们的防灾、避灾意识；2）对矿山次生地质灾害隐患点，采取有计划、按步骤，分期分批进行治理，尽可能消除地质灾害隐患；3）宣传、贯彻、执行《地质灾害防治条例》、《湖北省地质环境管理条例》，严禁随意乱采滥挖，破坏地质环境的现象出现。

2.2.4 矿山安全生产保护措施

1）严格按照矿山设计进行生产；2）严格按设计要求控制台阶高度以及留设安全生产平台，确保坡体稳定及露天作业人员及设备安全。

2.3 资金来源

按照“谁开发谁保护，谁破坏谁治理，谁受益谁出资”的原则，矿山环境保护的资金主要来源于由采矿权人缴存的矿山地质环境恢复治理备用金。

原则上，矿区内的综合治理费、监测费从采矿权人缴存的矿山地质环境恢复治理备用金中支出。事务性的矿山环境保护工作费、监测费由企业自己支出，矿山安全生产保护所发生的费用计入矿山生产成本。

3 治理工程方案

3.1 治理工程布局

3.1.1 植被护坡工程

植被护坡工程布置在露天采场设计开采区域内。

3.1.2 排土场拦挡工程

挡土墙布置在排土场南西侧，采用重力式挡土墙。设计墙身高4m，其中基础埋深0.5m，挡土墙露出地面高3.5m；底板长4m，高1m。挡土墙全长209m。

3.1.3 设计依据

1）DZ/T0219-2006 滑坡防治工程设计与施工技术规范；

2）GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范；

3）SL379-2007 水工挡土墙设计规范；

4）GB50010-2002 混凝土结构设计规范；

5）GB/T16453.4-1996 水土保持综合治理技术规范-小型蓄排引水工程；

6）GB/50288-1999 灌溉与排水工程设计规范。

3.1.4 单项工程设计标准

1）植被护坡工程

植被护坡工程选用：喷播植草、铺种草皮等手段。

施工完成后，必须定期进行养护，养护内容包括浇水、施肥、补种、病虫害防治等。在养护期内，应一直保持坡面湿润至草种全苗、齐苗。对于干旱高温季节，应适当增加浇水次数，雨季可视情况定。六周以后，视生长情况浇水施肥。后期浇水应遵循“见干见湿”的原则。高温季节及雨季，可覆盖遮阳网，待草长高度达4cm~5cm左右时，应揭开遮阳网，以免阻止植株生长。

2）排土场拦挡工程

重力式挡土墙设计墙身高4m，其中基础埋深0.5m，挡土墙露出地面高3.5m；底板长4m，高1m。墙身材料选用浆砌块石，块石直径以30cm为宜，但不得大于150cm，砂浆强度为M7.5级；底板材料选用碎石混凝土，碎石直径40mm，混凝土强度为C20级。

重力式挡土墙纵向伸缩缝间距采用20m，缝宽30mm，缝中填塞沥青麻筋或其它有弹性的防水材料，填塞深度不小于150mm。在挡土墙拐角处，应适当加强构造设施。

重力式挡土墙泄水孔直径100mm~150mm，外倾坡度大于5，间距2m~3m，按梅花形布置。最下一排泄水孔高于地面大于200mm。在泄水孔进水侧设置反滤包，反滤包尺寸500mm×500mm×500mm。

重力式挡土墙后面的填土，应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土做填料时，宜掺入适量的碎石。不应采用耕植土、膨胀性粘土作为填料。在墙身混凝土强度达到设计强度的70%后方可进行填土，填土应分层夯实。

3.2 投资概算

3.2.1 概算编制依据

本概算依据国家、省（市）颁布的有关法令、法规、制度和规程，在对各单项工程工程量进行统计的基础上，结合现场的实际条件，按相应的定额、取费标准和人工、机械、材料价格进行编制。主要采取以下规范：

1）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》；

2）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；

3）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程预算定额》；

4）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》；

5）鄂建[2006]122号文印发的《湖北省建筑工程概算定额统一基价表》；

6）国家计委、建设部计价司[2002]10号文关于颁布《工程勘察设计收费管理规定》的通知及附件。

3.2.2 取费依据、标准与计算方法

1）工程单价取费标准

（1）其他直接费：取直接费的2%（包括冬雨季施工增加费、夜间施工增加费、其他费用）；

（2）现场经费：土方工程取直接费的4%，石方取6%，模板工程取6%，混凝土工程取6%，钻孔锚固工程取7%；

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Abstract：This article discusses the development process, development trend and existing problems from the geotechnical engineering characteristics of geotechnical engineering reliability.

Key words：rock and soil engineering；degree of safety；total safety factor method

中图分类号：P58文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02

一、 岩土工程的特点

1、 岩土体结构的不确定性

自然界的岩石， 不仅强度和模量多种多样， 差别悬殊， 而且总是或稀或密、 或宽或窄、 或长或短地存在着各种裂隙， 这是岩石区别于混凝土的主要特点， 这些裂隙有的粗糙， 有的光滑， 有的平直， 有的弯曲； 有的充填， 有的不充填， 有的产状规则， 有的规律性很差， 裂隙的成因多种多样， 有的岩浆凝固收缩形成的原生节理，有沉积间断形成的层理，有构造应力形成的构造节理，有表生作用形成的卸荷节理和风化裂隙， 还有变质作用形成的片理、 劈理等等， 在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。显然， 结构面是岩体中最薄弱的环节， 就力学性质而言， 岩石材料的力学参数、 结构面的力学参数和岩体的力学参数是不同的，有很大区别。

2、 岩土参数的不确定性

混凝土和钢材的材质不仅可控， 而且相对均匀， 变异性较小， 且其性能指标不因所在位置而变化，岩土则不同，不仅指标的变异性大， 而且即使是同一种土， 同一种岩石， 其性能指标也随位置的不同而变化。

同一类型岩土体测试数据的离散性有两方面原因，一是由于取样、 运输、 样品制备、 试验操作等环节的扰动， 取值、 计算等产生的误差， 使测试数据随机分布， 其变异性更大； 二是岩土测试数据还和样品的位置有关。 岩土工程的测试可以分为室内试验、 原位测试和原型监测三大类， 还有各种模型试验， 极为多样， 各有各的特点和用途， 同一种参数， 测试方法不同， 得出的成果数据也不同， 如土的模量有压缩、 变形模量、 旁压模量、 反演模量等。

3、 裂隙水和孔隙水压力的多变性

岩体中的地下水沿着岩体中的裂隙和洞穴流动，随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同，有脉状裂隙水、 网状裂隙水、 层状裂隙水、 岩溶水等不同的地下水类型， 不同地段岩体的富水性、 透水性和水压力差别非常大， 摸清裂隙岩溶水的规律有时非常困难。 孔隙水的水位和压力水头都是变化的，有季节变化，有多年变化， 还有因工程建设、 开采地下水、 水资源调配等人为原因产生的变化， 特别是人类扰动造成的变化更难以预测， 地下水的压力既有静水压力， 又有渗透力， 可能造成严重的渗透破坏。

4、 地质作用和地质演化的复杂性

有些地质作用在岩土工程中必须考虑的，如地震活动引起的液化、 震陷、 塌陷、 边坡失稳、 永久性地面变形和诱发各种地质灾害， 河水、 湖水、 海水运动产生的冲刷、 侵蚀、 搬运和淤积，对水利工程和航道工程的影响， 地下水的地质作用造成岩溶发育， 形成潜蚀， 土洞， 塌陷， 使工程失稳； 风化作用一般是比较缓慢的， 但有的岩石在一定条件下风化作用发展很快，危害工程的安全，还有其它的不良地质作用，都反映出岩土工程中的地质作用和地质演化的复杂性。

5、 计算模式的不确切性

岩土工程在理论和计算方面已具有了长足发展，包括各种岩土本构模型，各种解析法和数值法计算， 相应地研发了许多计算软件，但用到工程上则不一定都能得到满意的结果，因为除了参数的不确定性外， 计算模式的不确定性也是重要的问题。 学术界虽然提出了理论上比较完善的计算方法，但由于其计算参数难以准确测试和工程经验不足，反而不如用简易计算方法加经验修正更方便，更切合实际。因而采用回归分析建立经验方程的方法在岩土工程勘察设计中被广泛应用。 如国标 《地基基础设计规范 GB50007-2002》 中的沉降经验修正系数为 0.2～1.3， 就是为了弥补由于钻探、 取样、 试验、 取值、计算等环节的误差积累，而在岩土工程设计常常采用经验系数修正的方法， 同时也体现了岩土工程设计中计算模式的不确切性。

6、理论导向和经验判断

单纯的理论计算往往是不可靠的，其主要原因就在于岩土工程设计充满着不确定性和信息的不完全性， 地质边界的不确定性， 岩土性能指标的不确定性， 原始应力和孔隙水压力的不确定性， 外荷载及其分布的不确定性， 岩土应力应变模型的不确定性， 计算理论和计算方法的不确定性等，使岩土工程设计不得不依靠经验判断或综合判断。理论只能是一个导向， 在理论导向和经验判断的基础上作出设计决策。

二、 岩土工程可靠性分析

目前工程可靠度研究有： 结构可靠度的基本理论； 结构体系可靠度； 结构模糊可靠度； 结构可靠度分析的蒙特卡洛法； 随机有限元； 结构动力可靠度； 结构抗震可靠度； 施工期和老化期可靠度等。而结构构件的可靠度和结构体系的可靠度是不同的，目前还主要处在构件可靠度的水平上，真正的结构体系可靠度研究还有许多工作尚未达到实用阶段。 工程结构生命全过程可分为三个阶段： 一、 施工阶段， 混凝土从流动到硬结，有浇筑、 养护、 拆模等过程， 施工不当造成先天不足； 二、 从永久荷载、 可变荷载和偶然荷载作用， 分析工程结构的风险率， 目前的可靠度设计主要在这个阶段； 三、 老化阶段， 随着使用时间的增加， 材料劣化， 抗力降低， 与材料质量、 荷载情况、 使用环境、 腐蚀介质等因素有关， 属于结构耐久性问题。 目前施工阶段和老化阶段的可靠度研究虽然取得了一定进展， 但处于定性概念阶段。

三、 可靠度在岩土工程设计规范中应用问题

我国上世纪 80 年代前， 设计规范均采用容许应力或单一安全系数法， 《建筑结构设计统一标准 GBJ68-84》 及随后 《工程结构可靠度设计统一标准 GB50153-92》 的，对结构设计规范和地基基础设计规范的修订产生了很大影响。 目前 《港口工程地基规范 JTJ250-98》和 《地基基础设计规范 DGJ08-1999》 是地基基础设计采用概率极限状态设计原则最有代表性的规范。

《港口规范》 修订时贯彻了 《港口工程结构可靠度设计统一标准》的规定，进行了岩土性能参数统计分析， 地基可靠度计算分析， 编制计算机程序等项工作， 既总结了国内经验， 又吸收了部分国外先进技术，实现了向以可靠度理论为基础， 以分项系数表达的概率极限状态设计方法的转轨， 并与国际标准 《结构可靠度总原则 ISO2394》 接轨。

《上海规范》 根据 《工程结构可靠度设计统一标准 GB50153-92》 和 《建筑结构设计统一标准 GBJ68-84》 的要求， 修改了各种类型地基基础承载力计算， 采用了以概率理论为基础的极限状态设计方法， 并以分项系数表达的极限状态表达式进行计算。安全度与原规范设计的水准基本相当，实现了与上部结构设计原则的匹配。

由于岩土工程固有的特点和积累不足，普遍推行概率极限状态设计还存在困难。 《建筑地基基础设计规范 GB50007-89》为了遵循《统一标准》 曾采用地基承载力标准值、 设计值等术语， 但因本质上仍是容许值， 并不符合 《统一标准》 规定的这些术语之本意， 反而造成误解和混乱， 故在 2002 版本时放弃了套用结构设计规范的原则， 大体上回到了 74 规范位置。行标 《建筑桩基技术规范 JGJ94-94》 曾采用了概率极限状态的设计原则， 即用概率和数理统计分析荷载、 承载力的变异性与规律， 利用既有工程经验， 在安全与经济之间寻求合理的平衡，用 “校准法”确定目标可靠度， 并用分项系数表达的极限状态设计表达式进行设计计算。 但该规范尚属不完全的可靠度分析， 而且由于载荷试验为主要设计依据， 而载荷试验成果已经包含了桩型、 土性等因素， 又为了与国际 《建筑地基基础设计规范》 协调， 在 2007 年修订时由分项系数调整为原来的单一安全系数。

对于岩土工程设计规范是否采用可靠度的问题，专家之间存在不同意见： 部分认为 《统一标准》 实施后急需解决岩土工程设计中如何贯彻概率极限状态设计和采用分项系数表达式的问题，首先要解决地基极限承载力和对土的参数进行概率统计，再进一步解决可靠指标 β 等问题， 部分认为在设计方法的发展水平上， 岩土和结构差距较大，应从实际出发。勘察测试获得的指标， 特别是是土的抗剪强度指标， 可靠性差， 不确定因素多， 还需依靠经验。 认为用地基容许承载力即可，精度很差或连精度的大致范围都不清楚的设计进行可靠性分析，是没有意义的。许多勘察设计人员认为， 目前规范体系中地基与上部结构计算之间不同的配套方式， 不同的术语， 使勘察设计人员无所适从。

目前的问题是， 土木工程往往是结构工程与岩土工程的组合， 结构与岩土相互作用， 前者已经应用可靠度设计， 后者仍沿用传统的定值方法， 处理好二者关系成了一个难题。 目前各本规范对这个问题的处理又各不相同，术语、 设计原则， 作用和抗力的取值等重要问题都存在较大差别， 造成设计工作很大不便， 甚至出现错误。

参考文献：

篇（5）

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0138-03

1 工程概况

三古水库位于广宁县江屯镇大岗村委会，距县城38.0km，水库于1968年建成和投入使用。水库现最大坝高为4.0m，坝顶长58.0m，坝顶宽2.0m，坝顶高程300.0m，总库容10.5万m3，属小（二）型水库。大坝为均质土坝，坝坡平均坡率：迎水坡1：1.3，背水坡1：1.6。加固后坝顶高程302.0m，校核洪水位300.84m，相应总库容14.3万m3；设计洪水位300.38m，相应设计库容13.3万m3；正常蓄水位299.0m，相应正常蓄水库容7.6万m3；死水位296.50m，相应死水库容1.4万m3。广宁县江屯镇三古水库工程的主要施工项目有进库公路开挖、坝体土方填筑、溢洪道工程、反滤体、管理室等。下面我谈下以下几个工序的施工方法：

工序1：进库公路土石方开挖

施工顺序：清除草木测量放线挖掘机挖土自卸汽车弃土。

施工方法：清除杂草、竹木，测量放线，填筑施工道路，机械设备进场，请监理工程师验线审核。经审核符合要求后才进行施工。

施工过程：该进库公路主要是土方开挖，但是遇一坚硬大岩石不能用挖掘机开挖。经研究，决定用爆破的手段实现。具体施工方法分析计算如下：

本爆破适合加强抛掷爆破，故爆破作用指数n=r/w>1。设计进库公路宽度为6米（上图标注R），所以如拟定漏斗半径r为5米，药包埋置深度为4米，那么满足n=r/w=5/4=1.25>1。查爆破手册K表值K=1.5kg/m3，那么根据公式：

Q=（0.4+0.6n3）KW3（2-1）

=（0.4+0.6×1.253）×1.5×43

=150.72（kg）

所以解得所需埋设炸药150.72kg，爆破达预期效果，R为6.2米。

技术措施：

（1）机械开挖时，基底预留15CM用人工修整，其高程、尺寸符合设计图纸要求。

（2）开挖过程中，先由中轴线分层开挖到底，再挖边坡。同时测量人员随时控制开挖深度和边线，防止超挖或欠挖。

（3）在开挖区内设置足够的排水设备，排除施工区内积水以保证施工。

（4）主体工程基坑开挖完成后，按水利水电工程技术规范及验收规程进行检验，并请监理工程师进行检查。

（5）施工排水：在临时道路旁开挖排水沟，防止地表水流入基坑；土方开挖过程中，为防止基坑积水，拟在坡脚外4米处（左、右）各挖一条排水沟，沿线每隔50米设一个集水井，使水汇流于集水井内，用水泵排出基坑外引入原河道。

（6）质量要求：边坡符合设计标准；基础尺寸和高程符合设计和规范要求。开挖测量剖面图成果自检后，报监理检查，签字认可。

工序2：坝体土方填筑计算

由土料场取样检验得知，土料为中等密实粘土，属III级土。根据本工程的实际情况，要求开挖填筑强度4500m3/d，每天两班施工。而施工队拥有2m3正铲挖掘机，8吨的自卸车。正铲每分钟循环次数为2次（转角为90?），汽车生产率为65m3/h。

由以上已知条件可以计算得：

（1）经开挖后的土料松散体积：

V=KsV1（式中Ks'为土料的松散系数）

=1.3×4500=5850（Ks'取1.30，根据水利工程施工表6-1查得）

（2）挖掘机生产率，及确定挖掘机的数量：

生产率：2×2×60=240m3/h；

5850÷16（两台班）=366m3/h，366÷240=1.52，故取2台2m3挖掘机施工。

（3）配合一台挖掘机所需汽车数量n，其总生产率应略大于一台挖掘机的生产率，即：

Pa≥Pc/n

式中：

Pa——一部汽车的生产率，m3/h

Pc——一部挖掘机的生产率，m3/h

故n=Pc/Pa=240÷65=3.7，取n=4台，即1台挖掘机配套4台汽车。

技术措施：

（1）现场开挖的土料经检验合格和向监理工程师批准后方可作回填土料。

（2）施工工艺，表面清理验基（合格）土料运输碾压验收。

（3）施工方法，采用5T自卸车运到填筑部位，卸土铺平。

填筑前进行碾压试验，压实质量符合设计规范要求，土料铺筑时，分为若干直填区或条带区，按刨毛、铺料、碾压次序进行。采用59KW推土机铺土，铺土宽度超出设计边线两侧30CM，厚度为30CM，分层统一铺盖，统一碾压，连续进行，每段作业长150M。

压路机碾压时，行走方向与坝堤轴线平行，碾迹搭接宽度：平行轴线为0.5M，垂直轴线为3M，碾压不到的部位采用蛙式打夯机夯实。雨后，对压实土面积水排除干净，铲除表面，使土料风干，含水率合要求即进行土料填筑施工。

压实土体不出现松土、弹簧土，光面应一致。

斜坡结合面，坡面经刨毛处理，压实时跨缝搭接不小于3M。

每填一层土应进行自检，自检合格再请监理检查，合格后方能铺填新土，以使层间结合紧密。

质量要求：

（1）检测基土、回填土压实指标，保证工作面无积木。

（2）按技术规范对土料力学性质进行抽料检查，并定期检查土料的含水量。

（3）对填土厚度，压实度指标，上下层结合连接质量进行检查。碾压参数和碾压成果经监理认可。

（4）用烘干法测定土料含水量，环刀法测定回填土的密实度。每2000M坝堤长抽一个断面，每个断面抽二层，每层不少于3个点。

工序3：混凝土施工配合比计算

在混凝土浇筑前14天，将拟采用的混凝土配合比资料提交给监理人审核，资料内容包括材料来源、强度、骨料级配、混合料级配、水灰比、骨料与水泥的比例、坍落度，未经监理人批准，不得改变经批准的混凝土配合比。

已知设计提供的混凝土配合比为C：W：S：G=1.0：0.45：2.5：4.5，水泥用量为300kg/m3。而该水库施工现场所用的砂和碎石的含水量分别为3%和2%。工地用的出料容量为500升的搅拌机搅拌。试计算施工中拌和一次所需的水泥、砂和碎石的重量。

计算：设计配合比：C：W：S：G=1.0：0.45：2.5：4.5

=300：135：750：1350

由于砂和碎石的含水量分别为3%和2%，所以：

S=750÷（1-3%）=773.2kg

G=1350÷（1-2%）=1377.6kg

W=135-（773.2-750）-（1377.6-1350）=84.2kg

由此可得施工配合比为：

C：W：S：G=300：84.2：773.2：1377.6

即是，

C：W：S：G=1.0：0.28：2.58：4.95

而现在是出料容量为500升的搅拌机搅拌，所以搅拌机完成一次搅拌所需的材料为：

水泥：300×（500升/1000）=150kg

水：84.2×（500升/1000）=42.1kg

砂：773.2×（500升/1000）=386.6kg

碎石：1377.6×（500升/1000）=688.8kg

所以，该工程混凝土施工配合比为1.0：0.28：2.58：4.95，搅拌机搅拌一次所要投入的材料水泥为150kg、水42.1kg、砂386.6kg、碎石688.8kg。

混凝土浇筑要求：（1）混凝土浇筑前，应通知监理单位检查地基处理、模板、钢筋、预埋件等是否按施工详图规定执行。并做好记录。征得监理单位同意后方可开始浇筑作业。（2）浇筑前，应清除留在模板表面和预埋材料表面结壳的砂浆或液浆。（3）已浇混凝土表面的清理：

新浇混凝土与老混凝土结合表面，必须人工打毛。施工缝的表面在覆盖新混凝土或砂浆前，应是干净潮湿的，并清理干净所有的乳浆皮、疏松或有缺陷的混凝土、涂层、养护剂及其它杂质。所有施工缝表面，包括老混凝土表面应用气、水混合射流清洗；混凝土浇筑前要清除干净表面上的积水。

浇筑：

（1）浇筑混凝土：不合格的混凝土严禁入仓，拌好的混凝土不得重新拌和。凡已变硬而不能保证浇筑作业的混凝土必须清除，浇筑混凝土每层厚度不超过50cm。

（2）混凝土浇筑应保持连续性，如因故中止且超过允许间歇时间，则应按工作缝处理。

（3）混凝土浇筑期间如表面泌水较多，应及时清除，并研究减少泌水的措施，严禁在模板上开孔赶水，以免带走灰浆。结构物设计的顶面混凝土浇筑完毕后，应使其平整，高程应符合施工详图规定。

（4）浇入仓面的混凝土应随浇随平仓，不得堆积。仓内若有粗骨料堆叠时，应均匀地分布于砂浆较多处，不得用水泥砂浆覆盖，以免造成内部蜂窝。

（5）混凝土工作缝的处理：已浇好的混凝土强度未达到25Kg/cm2前，不得进行上一层混凝土浇筑。混凝土表面应用压力水、风砂枪和刷毛机等加工成毛面，并清洗干净，排除积水，方可浇筑新混凝土。

捣实：

（1）每一位置的振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准，应避免振捣过度。

（2）振捣器距模板的垂直距离不应小于振捣器有效半径的1/2，不得触动钢筋及预埋件。浇筑的第一层混凝土以及在两罐混凝土卸料后的接触处应加强平仓振捣；凡无法使用振捣器的部位，应辅以人工捣固。

养护：混凝土的养护在浇筑完毕后12～18小时内开始进行，用水养护14天，在干燥、炎热的气候条件下，延长至28天。养护用水及材料不能使混凝土产生不良外观，提供的覆盖材料应事先得到监理人的同意，不论采取何种养护措施，在拆模前应连续保持湿润。

工序4：钢筋代换计算

在溢洪道交通桥钢筋制安施工中，交通桥主梁受拉钢筋设计是3?22，但水库工地缺少这种钢筋，库存有足够的?16钢筋。设计部门已同意代换，下列计算钢筋的代换：

（1）设计钢筋面积：As=（22/2）2×3.14×3根=1140mm2

（2）计划用6根?16钢筋代换：

As'=（16/2）2×3.14×6根=1206mm2

代换后钢筋的面积As'>As，满足设计及规范要求，但考虑到代换还应满足构造方面的要求，如钢筋的间距等，钢筋的安放与设计也作如下改变：

2 结语

近年全县的小型水库进行除险加固工程建设，通过加固工程全县的水库的防洪能力和经济效益得到大大提高。水库工程的施工工序比较繁多，在施工过程中我们着重抓住重点和关键工序，以点带面。在质量、进度、投资控制三者之间找其平衡点，使整个水库的施工达到最佳效果。

参考文献

[1] 水利水电工程爆破施工技术规范.2001.

篇（6）

1998年的特大洪水，江堤全线告急，到处险象环生，抗洪抢险消耗的人力、物力、财力都是空前巨大的。堤防工程暴露出了许多问题，急待实施加固，中央对此十分重视，专项资金迅速到位。为使新一轮水利防洪工程建设更科学化和规范化，建设部于1998年10月8日以建标〔1998〕185号文了国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》，编号为GB50286-98，自1998年10月15日起施行)。该《规范》是一部统一堤防设计标准和技术要求，保证堤防建设技术先进、经济合理、安全适用的技术法规，具有强制性。《规范》对堤防工程地质勘察没有过多的阐述，仅在第3.4条（工程地质）中规定：3级以上的堤防工程设计的工程地质及筑堤材料资料，应符合国家现行标准《堤防工程地质勘察规程》（以下简称《规程》，编号为SL/T188.96，水利行业标准，1997年2月，1997年5月1日起实施）的规定。显然，堤防工程地质勘察按《规范》要求，应该认真执行现行的行业标准《规程》，这时《规程》也就相当于一个强制性的国家标准，或者说《规程》是《规范》的一个补充。

规程规范是一个行业对其工作内容、工作方法和工作程序的多年丰富经验之归纳与总结，是工程勘测设计质量控制的标准，是行业主管单位进行工程审查的依据，可以说是行业管理的根本大法。

笔者最近连续参加了几个重要的一级堤防工程勘测设计报告的审查，感到《规范》和《规程》在实施过程中存在一些值得商榷的问题(可实施性、可操作性、概念性以及对地质环境的影响等)，经与部分勘测设计单位一些经验丰富的地质师交换意见，大家亦有同感。现将我们的一些粗浅认识公布于众，抛砖引玉，希望引起更多的地质专家来分析讨论这些问题，以便于更好地理解《规范》和《规程》，应用《规范》和《规程》来指导我们的工程地质工作，也有利于今后对《规范》和《规程》的修订。

1 关于地质体与水工建筑物的概念问题

众所周知，工程地质勘察的任务是为工程建设提供地质资料，查明工程地质条件，分析、研究、界定和明确工程地质问题，并提出工程处理措施的建议。强调的是为工程建设服务，定位于工程设计和工程施工等专业的基础性配合性专业。很明显，工程地质勘察的对象是建筑物的天然地基(注意将“地基”与“基础”区别开来)，即地质体。至于人工填土地基将另当别论。

就已建堤防工程的工程地质勘察而言，主要是指对大堤地基(堤基)的勘察。洪水期间众多江堤出险实例表明，堤身与堤基均有险情发生。堤基的主要工程地质问题是渗透变形、崩岸、沉降、堤基滑移等；堤身的险情主要为滑坡、散浸、清水管涌、夹层渗漏、堤身单薄等。这里，我们有意识地将堤身险情与堤基问题分开，目的在于澄清地质体与水工建筑物的基本概念和它们之间的根本区别。

工程师们对地质体与水工建筑物的区别是再清楚不过的了，我们在这里议概念问题是小题大作了吗？未必!《规程》对此就是概念模糊的。在《规程》中多处提及已建堤防加固工程对堤身和堤基的勘察，或将堤身与堤基的勘察相提并论，要求查明……，显然已经将本来是水工建筑物的堤身当成堤基这样的地质体去实施“勘察”，混淆了天然地质体与人类工程活动产生的建筑物这两者之间的概念，能说是小题大作吗?

由于《规程》中的概念模糊或者概念不明确，以至于在工程实践中，产生了诸如将堤身的工程隐患当成工程地质问题，将堤身土体当成地质体去“查明”工程地质条件等等工程笑话，此类问题在我们审查过的堤防工程地质勘察报告中比比皆是，不得不撰此拙文与同仁讨论。

我们说堤基是地质体，在此地质体上修建工程建筑物，需对此地质体实施工程地质勘察，以查明工程地质条件，研究工程地质问题，并根据工程建筑物的任务和特性对地质缺陷提出处理措施的地质建议，这是地质师的职责和任务。地质师利用有限的地质勘探手段(钻探、坑槽探、物探等)，根据区域地质环境，应用形成地质体的基本理论(地层时代、沉积韵律、地质构造、岩性对比、岩相规律等等)，辅以岩土体的物理力学试验，特别是结合地质师丰富的实践经验去分析、判断、推论和论证，最后完成查明工程地质条件的任务，这是地质师完全可以做到的。

然而，对于已建堤防工程的堤身就完全不一样了。诚然，防洪大堤一般为就地取材修建的土堤(其它材料修建的大堤不在本文所述之列)，是一“线状”水工建筑物，它的工程隐患具有随机分布特性，例如填筑土料的质量，勘察中发现堤身土中有透水性强的砂性土呈鸡窝状、局部层状或条带状、小范围透镜状等多种状态分布；填筑土的紧密程度也具随机性；而堤身中发现的施工杂物和生物洞穴的分布，其随机性更大。显然，此类随机分布的工程隐患问题，用常规的地质勘探手段来查明这些隐患就显得有些力不从心。

堤身的“勘察”之所以显得如此复杂，其原因就在于土堤是人类工程活动把扰动后的土填筑起来的产物，它的结构和质量人为因素较大，成因不受自然规律制约，不同堤段的填筑情况可能相差很大，加上后期生物活动的破坏，更无规律可循，即使对它进行“勘探”，也只能是对某一点的认识，不能结合地质师的任何经验，更不能应用地质基本理论，其认识不可能上升到宏观这一层次。因此，对堤身进行工程地质“勘察”的提法就值得商榷。既然土堤是水工建筑物，对它的工程隐患进行检测或调查，则更为名正言顺无可非议。准确地界定问题的性质，有利于对症下药，事半功倍。至于土堤的检测或调查，要借用地质师的一些可行的“勘探”手段和“勘探”方法，或者将此项工作交予地质师来完成，地质师也是乐意的，但不要用“查明”这种对地质体的要求来明确任务，可以考虑用“分析、了解、判别、提出”等词语对隐患问题作出评价，或许更为合适。转贴于 2 关于已建堤防加固工程的勘察阶段问题

我们知道，就水利工程(多指枢纽、供水、灌溉等大型工程)而言，有其较为严格的勘测设计阶段划分。对于堤防工程，《规程》将新建堤防和已建堤防加固的勘察阶段分开，这是符合客观实际的。《规程》第1.0.5条规定：新建堤防的工程地质勘察可分为规划、可行性研究、初步设计和施工图四个阶段。已建堤防加固工程地质勘察可分为可行性研究和初步设计两个阶段。必要时还可进行施工地质工作。地质条件简单或勘察目的单一的堤防工程，经勘察设计主管或审批单位同意，勘察阶段可适当简化。而在本条的条文说明中，对地质条件作了简单、中等和复杂三个等级的界定。对照堤防工程出险需加固的工程实例，地质条件都是中等或复杂级别，都达不到简化勘察阶段的条件。然而，《规程》另外声明：堤防工程地质勘察阶段的划分，原则上应和堤防设计阶段的划分相适应。……有时多采取一次性进场勘察完毕。……在某些具体条件下，也可以将勘察阶段简化，甚至不划分勘察阶段。这又是十分可取的原则。

堤防工程是线状工程，勘察工作拉开的战线较长，勘探队伍进场一次，转战南北实属不易，特别对于已建堤防加固工程，由于不存在线路比较、重大方案调整等地质条件占有一定份量的多阶段循序渐进的勘察过程，一次进场勘察完毕就有其自身的客观合理性。已建堤防加固工程勘察的目的十分清楚，即重点查明出险堤段堤基的工程地质条件，分析界定发生堤基险情的主要工程地质问题，提出工程处理措施的建议。此外，堤基的工程地质条件一般说来较为简单，多为二元结构或多层结构的第四系土体；堤基的工程地质问题也相对明确，主要为渗透变形，受河势控制岸坡迎流顶冲产生崩岸等。这些地质特性都给一次进场勘察完毕创造了较为可取的有利条件。在实际工作中，需要领会和理解《规程》的大原则，根据具体情况，一切从实际出发，必要时可以考虑简化勘察阶段，缩短勘测周期，降低勘测费用，达到勘测队伍孜孜以求的目标。

需要注意的是，勘察阶段简化后设计阶段并没有简化，一些需要专业协调方面的问题，还要认真研究解决。此外，一次进场勘察完毕之后，所提交的地质资料一定要能够满足工程概算的精度要求，否则将事倍功半，弄巧成拙。这就要求勘测工作的深度要达到加固工程初设阶段其它专业的需要。千万不要屈解成简化了勘察阶段也降低了深度要求。

3 关于已建堤防加固工程的勘察深度问题

关于已建堤防加固工程的地质勘察深度，《规程》中有明确规定，但在工程审查过程中发现，部分规定可操作性较差，现分述如下。

(1)《规程》4.2.7中对已建堤防加固工程地质测绘提到“纵剖面一般沿堤顶布置，必要时应在堤内外加布纵剖面。横剖面的间距根据拟加固堤段长度及问题而在50～200m的范围选定。沙基管涌段、溃口段、扒口分洪段、较大渊、潭、塘段，崩岸坍塌段、堤基滑移变形段和天然沟口段应增加地质剖面。《规程》4.4.3中详细规定了加固堤防工程的钻孔位置。笔者最近参加了湖北省洪湖、监利长江干堤整治加固初步设计报告审查会，了解到整个洪湖、监利长江干堤225.88km几乎全线出险，其中由于堤基出险的超过90km，按《规程》要求，仅此90km出险段就至少应布置450个横剖面，其中外滩宽度大于500m，距长江河床最低位置大于700m而出险的堤段有48km长，故至少要打钻孔2310孔，这仅仅是对堤基出险段而言，再加上堤身出险段应打钻孔数量，总数实在惊人。事实上，在重要险工险段区，如果地质条件复杂，200m一个横剖面也根本控制不住，仍然达不到查明工程地质条件的目的，因此《规程》规定的横剖面间距最密可达50m，在我们审查过的堤防工程中没有一个勘测单位达到了这一勘探精度。

(2)《规程》4.2.7进一步规定，横剖面的长度在软土区应达到内外反压平台以远50～100m；在粉土、砂土区，砂卵石强透水段，应达到堤内外附近河（湖、海）床最低位置。这里“反压平台以远50～100m”基本可行，而“附近河床最低位置”这一规定在滩地较宽的情况下几乎不可行。例如有的滩地可达1000m以上，长江江面宽者为数千米，“最低位置”可能在江心或靠近江对岸，横剖面可能将长达3-5km，而且江河的最低位置还需做大量的水下测量工作才能确定，这实施起来可能吗！所以《规程》中的规定就值得研究。

(3)《规程》4.4.4中规定，当遇砂、卵石等强透水层时，钻孔宜深入相对隔水层内3～5m”。整个洪湖、监利长江干堤主要以表层较薄的相对弱透水层的二元结构地基为主，106km堤线上的钻孔深度均要大于30m，是否有这个必要？而真正需要的是控制住二元结构的上层土体的厚度与性状，下部砂性土的渗透特性，以便进行渗控验算，至于砂性土在某一深度以下也就没有追根究底的必要了。 4 关于堤基垂直防渗问题

关于堤基防渗问题，最近参加的工程审查中发现，许多工程都做了沿线大范围的垂直防渗设计，我们对此有些异议。《规程》和《规范》中对砂性土堤基的处理方法很多，提到了减压、防渗、截渗、防冲、振冲加密等处理措施，这些方法也都是多年工程经验的总结。但是对浅层透水堤基和深厚透水堤基普遍采用截渗墙和截渗槽进行垂直截渗的效果和对环境的影响却应该引起人们的重视。对于浅层透水堤基常要求截断渗体底部达到相对不透水层，这样似乎就可以截断江(河)水向堤内的渗漏通道，但由于堤线不同于一般挡水建筑物(如大坝)，其特点是呈线状沿江(河)布置，地表水与地下水的补排关系密切，如果截断了水体的天然联系通道，从长远来看，必然会破坏自然地质环境，引起环境地质问题：原区域内的水文地质条件发生了根本性的改变，地下水的天然渗流场被破坏，仅仅是为了汛期截住江(河)水不向堤内渗漏，而在非汛期，堤内的地下水无法排出堤外，引起内涝将成为必然。而对于深厚透水堤基，由于只能做悬挂式帷幕，参考长江委对荆江大堤用悬挂式防渗墙典型断面的防渗效果分析结果：堤身出逸点高程与不作防渗墙基本相同，堤基后100m内垂直比降降低了1.0～10.3%，水平比降降低了11.1%，这说明设置防渗墙对削减堤后基础浅部渗透压力，保证堤基、堤身安全起到了一定的作用，但效果并不明显，造价也很高。鉴于此，在最近的一些堤防工程审查中，我们一般不同意垂直防渗方案。

关于堤基垂直防渗问题，大家可以讨论，我们这里也仅是一家之说。我们认为应该掌握的原则是：一般情况下不宜提倡垂直防渗，在特殊堤段可以考虑，但应对由此而产生的环境地质问题进行研究，采取相应的工程措施。

5 关于堤身隐患的工程处理问题

堤身是水工建筑物，不是地质体，这一点是毫无疑问的。前面已经阐明了对堤身不宜用工程地质勘察这一提法，但是地质师确实能够通过调查以及一些地质勘探手段检测出堤身存在的隐患问题。应该说，对堤身进行检测是地质师的业务拓展，进一步展示了地质师的工程才能。另一方面，尽管我们这里强调堤身不是地质体，但构筑它的主要材料则是地质师十分熟悉的“土料”，土料的工程特性，地质师可以通过各种“勘探”手段或“试验”方法予以“查明”。更进一步地说，堤身隐患的工程处理措施，地质师有充分的发言权。

鉴于堤身各类隐患分布的随机性，完全予以“查明”后才对症下药，采取相应的工程处理措施，显然难度太大，也没有必要。工程上最为明智的办法是“包”，有点包治百病的味道，即采用一种技术成熟、造价低廉、易于施工，且适用于多种堤身隐患的工程措施，这就是在堤防加固工程中广泛采用的“锥探灌浆”工艺。这一工程措施可以对堤身散浸、裂缝、生物洞穴、局部鸡窝状夹层状条带状透镜状分布的透水较性强的砂性土、堤身填筑质量差等隐患实施“全面补强”。因此，在已建堤防加固工程审查中，我们一般都建议对类似隐患的堤身实施大范围锥探灌浆。

许多对堤防工程有丰富经验的一线的工程师和地方领导，认为对堤身采取全线锥探灌浆进行加固是非常必要的，平时每隔几年也要普遍搞一次，因为生物洞穴具有再生性。我们则认为，尽管锥探灌浆不是解决堤身隐患的最合理措施，但却是较为可行、可靠、可取、最包得住、最易让人接受的措施。它较好地解决了随机分布不易检测到的堤身隐患等问题，符合充分利用工程措施去弥补因获取隐患信息困难而遗留问题的工程原则，是十分可取的。

关于堤身的其它工程隐患的处理，本文暂不讨论。

6 结语与建议

98特大洪水给堤防工程敲响了警钟，也给地质师们带来了新的机遇。做好堤防工程地质勘察，是地质师的应尽职责。

关于已建堤防加固工程的工程地质勘察阶段和深度问题，我们认为应以客观、务实、科学的态度来对待。勘察阶段可以根据具体情况考虑简化，以工程地质条件是否清楚，工程地质问题是否明确，工程概算能否控制得住为基本原则。所提供的地质资料应满足其他相关专业的要求。具体来说，应首先结合历史出险情况，特别是98特大洪水的真实考验，重点加强险工险段堤基的工程地质勘察，对堤防工程历史出险情况进行调查，确定出险位置，先针对片状和面状出险部位，然后针对线状出险部位，最后针对点状出险部位。要认真分析出险原因，不应全面撒网，没有必要对运行正常的堤段过多地实施地质勘探。对重点出险的堤段，可适当增加钻孔，加密横剖面。总之，一切以因地制宜，查明问题为主，切不可盲目化、教条化。

关于堤基垂直防渗问题，笔者认为无论是从地质环境的角度，还是从其本身的防渗效果与工程造价相比较来看，都并不理想，可以考虑诸如水平铺盖、减压井、排水沟等其他工程处理措施。

关于堤身加固，由于堤身的隐患不易查清，随机性很大，目前只有采取“包”的办法，而锥探灌浆正是一种成本低廉，施工方便，技术成熟的工程处理措施，对需进行加固的堤防工程，采取全线锥探灌浆是较为可行和可取的。

作为一个国家或行业的规程规范，它一旦颁布实施，就必需严格遵照执行，以体现其法规性和严肃性。行业主管部门以它作为工程审查的依据，而勘测设计单位则以它作为开展勘测工作和编写报告的准则。规程规范对审查单位和被审查单位的约束是双向的，也是平等的。但如果规程规范脱离了实际，可操作性较差，勘测单位在实施过程中难度较大，则应该考虑修订。

规程规范要不断地创新并经得起实践的检验。

参考资料：

《堤防工程设计规范》

中国计划出版社 1998

《堤防工程地质勘察规程》中国水利水电出版社 1997

篇（7）

Abstract：Geotechnical problems encountered in view of the importance of geotechnical engineering in the engineering construction and development of the west, the deepening of the growing system construction projects that may be encountered in the western region to carry out various types of geotechnical problems. Include: western development infrastructure construction in the loess mechanics; the western water conservancy and transportation construction in frozen soil mechanics; southwest of the seismically active zone of rock and soil dynamics problems.

Keywords: western development; geotechnical engineering; loess; permafrost; seismically active zone; the dynamic characteristics of soil

中图分类号：TU444 文献标识码：A文章编号：

1.引言

在西部大开发的过程中，基础设施建设势必先行。西部开发中的基础设施建设涉及很多关于岩土力学的问题，解决好这个问题，是顺利完成西部基础设施建设的基础条件和有力保证。首先，我国西部地区分布广泛的是黄土，是一种孔隙率较大，干燥状态下具有较高的结构强度而遇水则易湿陷的特殊土类，因此，建设在该土体上建筑物经常会因为地下水位的变化、雨水入渗或生活污水排泄等原因而发生地基的沉降，进而导致建筑物被破坏，故黄土的工程特性与力学特性是西部大开发的基础设施建设中要面对的最主要问题之一。同时，西北部广阔寒区分布着多年冻土与季节性冻土，它们的力学特性、工程特性以及热学特性等问题是西部青藏铁路、青康公路、南水北调西线等大型交通工程和水利工程要面对的又一重要岩土力学与工程问题。其次，西南地区地震活跃带的岩土体动力学问题也是西部基础设施建设中涉及的重要的、有代表性的岩土工程和岩土力学问题。现就这些问题分别论述如下。

2.西部大开发基础设施建设中的黄土力学问题

黄土广泛的分布在我国西北、华北等地区，在西部进行的基础设施、国防设施以及生态环境等建设中，都会遇到各种各样的黄土病害。例如：在黄土地上的建筑物因为地基黄土遇水湿陷而发生裂缝与倾斜；黄土的高填方路基在施工完成后的徐变沉降；高挖方渠道边坡的滑坡；黄土淤泥大坝的管涌与湿陷裂缝；塬边黄土滑坡对坡地下公路、铁路以及居民农业生产等的威胁；黄土地基中的桩基由于黄土湿陷而产生的负摩擦被破坏；黄土隧洞的围岩失稳问题等。致力于黄土力学与黄土工程的学者对黄土的工程特性与力学性质进行长期的研究。其中主要针对黄土对水的敏感性，在水对黄土的强度、变形和本构关系的影响规律方面取得了丰硕的研究成果。在试验研究中，由以前的侧限压缩试验发展到三轴压缩试验、真三轴压缩试验以及各种复杂的应力路径下的压缩试验。在应用研究方面也从对某一点的黄土的研究发展到对黄土地区黄土土体分布规律的研究以及经验关系的研究；从对黄土力学及工程特性描述发展到对黄土工程特性的改造并在此基础上编撰了黄土工程勘察设计规范。

在学术研究中，基于对原状黄土、饱和原状黄土和扰动重塑黄土的无侧限压缩试验和侧限压缩试验，使用扰动加荷以及浸水的方法使黄土的结构势释放出来，从而进行量测量化参数，即量测黄土的综台结构势，这是黄土力学研究取得的新进展。但黄土对水的特殊敏感性及其导致的特殊的湿陷变形性方面的研究却仍未能取得突破，目前针对其研究工作仍局限在饱和黄土的范围内，而对于工程中最常见的非饱和黄土和原状黄土的研究仍处于起步阶段，这些研究距离指导黄土工程设计和施工实践还有很长的路要走。深入全面研究黄土的增湿减湿变形性质，把黄土的结构性纳入非饱和黄土本构关系的考虑范围，对黄土的微观结构在全面研究的基础上做到充分的了解。进而对其做出合理的数理描述。综上所述，目前在黄土地区进行工程建设所涉及的重要研究领域包括：（1）黄土的结构性机理、应用型黄土结构性参数以及结构性本构关系模型的研究；（2）黄土中的水分入渗、迁移以及转移规律的研究及数值分析方法；（3）黄土的增湿减湿变形发展规律研究；（4）黄土动力特性研究与黄土工程在抗震稳定性方面的试验研究；（5）埋藏较深的湿陷性黄土层的工程处理方法研究：（6）黄土地区的工程建设经验的总结以及技术标准的研究。

3．西部水利及交通建设中的冻土力学问题

我国的季节性冻土与永久性冻土面积约占国土总面积的60%，且主要分布在东北、华北、西北及西南山区。随着西部大开发战略的深入实施，越来越多的基础建设将在广大的寒冷地区实施，因此冻土力学问题会突出的显现出来。例如建于冻土地区的房屋基础会发生冻胀与融沉，铁路路轨会冻胀、隆起，公路路基会发生泛浆、融沉，以及隧洞的挂冰与冻裂等。冻土地区发生工程冻害问题主要原因就是冻土的冻胀及融沉作用。发生这一问题的本质原因是冻土颗粒多孔介质中存在四相物质，分别是：土骨架、未冻水、空气与冰晶体，这四种物质在压力、温度、变形与土水势等外界因素的作用下发生迁移、扩散以及相变等运动。国内外许多学者研究过多孔多相介质固液耦合问题。鉴于上述问题，在西部开发中的冻土研究领域可能会涉及的问题主要有：（1）冻土的温度场特性与其冻结特性的相互作用机理研究；（2）冻土水分迁移机理与其温度特性的耦台机理研究；（3）冻土的变形场、水分迁移场、温度场的应用型耦合模型开发研究；（4）冻土水分迁移的特性与其冻胀特性的耦合机理研究；（5）冻土和融土的结构变化规律及其强度规律研究；（6）冻土和融土的热、水交换边界变化下的转化规律研究；（7）土体的级配，饱和度、含水量以及温度与冻胀的影响研究；（8）土体的含水量、组构、含水量、以及级配对土体的热传导性质影响的研究。

4．西南地震活跃带的岩土体动力学问题

我国西南山区为地震高烈度设防区域，地震活动较为频繁。因此在此地区将要建设的许多工程均面临着岩土体在动力作用下的稳定性题。例如：（1）地基或堤坝在地震动力的循环荷载作用发生的变形及其强度特性，这是建筑物安全的直间影响因素；（2）坝肩与坝基岩体裂隙在地震的反复作用下加深加宽的变化规律；（3）地基基岩在地震的循环荷载的作用下发生疲劳损伤的规律；（4）地基中的软弱夹层在地震荷载作用下发生液化、滑移的规律；（5）具有裂隙的岩石在动渗透水与地震荷载的共同作用抗剪强度降低与裂隙加深的规律；（6）地应力较高的区域的工程抗震与爆破问题。上述问题的力学本质是裂隙岩体在动力作用下力学特性以及裂隙岩体在地震荷载作用下的稳定性。

5.结语

岩土体是各类建筑物和构筑物的根基，故了解岩土的力学特性与工程性质是在岩土体上开展各类工程建设的基础条件，然而岩土的力学特性和工程性质却是相当复杂的。首先，岩土本身种类繁多，各种不同的土体具备不同的工程性质，这就要求我们在工程建设前针对不同区域的岩土做分析研究；其次，岩土本身就是一种三相混合体，其三相比例对其力学特性和工程性质有着很大的影响，尤其是其中水的含量对强度，压缩性起着决定性作用，因此我们对某一特定地区的土体仍要做详细的力学性质试验。

参考文献