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2水利地质分析
2.1地下洞室围岩稳定性的工程地质分析理想的建洞山体应具备的条件:建洞区的地质构造简单，岩层厚，间距大，没有断裂带影响整个山体的稳定性，坚硬完整的岩体，地形完整，没有山体滑坡、泥石流等早期和近期破坏的地形，无岩溶或岩溶不发育，地下水影响不大，没有有害气体和异常地热。岩石变形和破坏的几种类型:脆性断裂，断层和山体滑坡，层状弯折和拱曲，塑性变形和膨胀。
2.2坝基岩体工程地质分析不同坝型，其工作有不同特点，所以对地质条件的要求是不同。因此，在除了各类坝型的工作特点应该了解外，特别要了解不同类型的坝对地质条件的适应性和工程地质条件的要求。由于坝区岩体存在一定的地质缺陷，可能导致重大的工程事故，如:坝基稳定问题和坝区渗漏问题。
2.3边坡工程地质分析常见的边坡主要有松弛张裂，蠕动变形，山体滑坡和崩塌4种类型。此外，还有泥石流滑坡，倾倒等其他过渡类型。泥石流是一种常见的边坡失稳的类型。影响边坡稳定的因素有:地形条件的影响，岩石类型和性质的影响，地质构造和岩体结构的影响，地下水和地表水及降雨的影响，其他因素如风力、日照、温度因素，人工开挖，振动和地震等。
2.4水库工程地质问题水库有2类:①由在河流上筑坝形成的人工湖，即地面水库;②利用地下蓄水结构，由人工控制形成的地下水库。蓄水后，水文地质条件，水库周围的水文条件都会发生相对剧烈的变化，从而影响库区及邻近地段的地质环境。例如，水库水升高浸润库岸，风浪对库岸的侵蚀，地下水上升浸没洼地。因此产生了各种不同的工程地质问题，如水库渗漏、水库浸没、库岸坍塌、水库淤积和水库诱发地震等问题。
2.5软土路基工程地质问题软土基坑工程地质问题主要包括两个方面:边坡的稳定性和基坑的降排水。在软土基坑的建设中，要防止边坡失稳，确保施工安全，因此应采取的措施有:设置一个合理的坡度，建立边坡防护设施，基坑支护，降低地下水位等。软土基坑降排水的目的是增加边坡的稳定性。对于细砂和粉砂土质边坡，防止发生流砂和管涌。对于下卧承压含水层黏土基坑，防止坑底隆起，保持基坑土壤干燥，方便施工。软土基坑开挖的降排水也有两种方式:明排法和人工降水，人工降水一般采用轻型井点或管井井点降水方式。
1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]
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。[2]
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。
2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。[4]
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。:
3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：
[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.
2水利水电工程地质勘察技术与应用
近年来，我国在水利水电工程勘察技术手段获得了飞速发展，从深度、广度及精度上都获得了巨大的进步，其主要的技术手段及应用如下：
2.1工程地质测绘工程地质测绘是运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研究勘察场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良物理地质现象、水文地质条件等，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为下一步布置勘探孔、试验及长期观测工作打下基础。工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度，应与地质测绘比例尺相适应。在图上，大于2mm的地质现象应尽量反映,宽度不足2mm的重要工程地质单元，如软弱夹层、断层等，要扩大比例尺表示，并注示其实际数据。地质界线误差，一般不超过相应比例尺图上的2mm。
2.2水文地质测绘水文地质测绘是通过对地质、地貌、第四纪冲洪积物、新构造运动、地下水的调查，填绘出水文地质图，查明勘察场区内地下水形成与分布的基本规律，在此基础上做出初步的开发利用远景评价，并对区内存在的水文地质问题等提出防治措施。
2.3工程地质勘探工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，进一步查明地下工程出现的问题和取得较深入的资料。主要有工程钻探、工程物探、坑探、遥感技术等。
2.3.1工程钻探。钻探是指为了鉴别和划分地层，用钻机从地表向地下钻进，在地层中形成圆柱形钻孔。钻探是水利水电工程勘察中最基础的一种方法，应用广泛。钻探通过钻孔采取不同深度的岩芯可直观地确定地层岩性，地质构造，岩体风化特征等，从而判断地质情况，查明地下水的类型。从钻孔中取出的岩石、土样可进行室内试验，用以测定岩土层的物理力学性质和指标。利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。地质人员在钻探过程中应根据钻探质量要求，认真记录钻探中出现的各种地质现象；对于像砂砾石层、软弱夹层、滑坡等特殊地段，应选择合理的钻探方法以保证成果能够真实反映该地段的地质条件。
2.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。岩层有不同的物理性质，物探应用观测仪器来测量勘探区的物理参数，如导电性、弹性、磁性、密度等参数。工程物探主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等，以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。
2.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式观察地层地质情况的作业。其特点是勘察人员能直接观察到地质结构，便于素描，且准确可靠。对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面（带）等的空间分布特点及其工程性质等有重要意义。坑探主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于坑探人员能够直接深入地进行观察，记录，揭示地质现象，且对地质体扰动较小，可以不受限制地采取原状结构试样，并可用来做现场大型试验，所以坑探在水利水电项目中作为一种辅助勘察手段被广泛使用。
2.3.4遥感技术。遥感技术是通过对信息的分析、研究，确定目标物属性和相互关系的一种技术，它从远处探测、感知物体或事物而不直接接触目标物或现象而搜集信息，在水利水电勘察中也应用较为广泛。遥感技术根据遥感平台高度的不同，一般分为地面遥感、航空遥感和航天遥感共3大类。按探测电磁波的工作波段分类，可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。遥感技术优势：（1）感测范围大，具有综合、宏观的特点（大面积同步观测）。（2）信息量大，具有手段多，技术先进的特点。（时效性）。（3）获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。（数据的综合性和可比性）
1工程地质概述
坝址区与水库区位于东南沿海新华夏系巨型构造体系的第二隆起带南端，在区域构造上属于基本稳定区，地震基本烈度为Ⅵ度。坝址区地层为燕山早期第三次侵入的中、细粒黑云母花岗岩，及少量第四次侵入的花岗斑岩脉、闪斜煌斑岩脉。构造形迹以断层、挤压带、节理及节理密集带的形式出现，以北东向组与北北西向组为主，并有顺坡向的卸荷结构面。
地下水裂隙性含水层受构造控制。相对抗水层（透水率q≤1Lu）埋藏深度20～40m，以微～弱透水岩体为主导。地下水及河水的化学类型为重碳酸-钙钠型或重碳酸-钠钙型，对各种水泥无一般酸性、碳酸性、硫酸性、镁化蚀。
为研究岩石物理力学性质，进行了大量的室内物理力学试验，现场剪切试验，变形特性试验，弹性波、声波测试，提出了各类试验的建议值。
(1)混凝土／岩石、岩石／岩石抗剪断强度建议值见表1。
(2)基岩夹泥层剪切强度。断层泥f′=0.25，糜棱岩类f′=0.45，碎裂岩类f′=0.60；上述各构造岩c′值=0～0.2MPa。当构造岩混杂时，根据其含量的比值选取加权平均值使用。
(3)岩体变形特性。泥夹碎石糜棱岩（或全风化）变形模量E0=(0.05～0.10)×104MPa；压碎角砾碎裂岩E0=(0.1～0.3)×104MPa；弱风化花岗岩E0=(0.5～1.0)×104MPa，弹性模量E=(1.0～1.5)×104MPa；微风化、新鲜花岗岩E0=(1.0～1.5)×104MPa，E=(2.0～2.5)×104MPa。
(4)地震纵波速度Vp。新鲜岩体Vp＞5000m/s，微风化岩体Vp=4000～5000m/s，弱风化岩体Vp=3000～4000m/s，强风化岩体Vp=2000～3000m/s，全风化Vp＜2000m/s。
2大坝工程地质条件与基础处理
2.1坝基
2.1.1坝基工程地质条件
(1)①坝段(坝右0+010.00m～0+060.00m)。建基面岩石大多微风化，局部弱风化。断层有F8、F10、fd1～fd8。断层、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为2.7%、80%、17.3%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度（混凝土标号为200号，下同），f＇=1.12，c＇=1.15MPa。
(2)②坝段（坝右0+060.00m～0+110.00m）。建基面岩石大多微风化,部分新鲜，局部弱风化。断层有F9-1、F12、F35、f2、f3及L5、L6顺坡裂隙。断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0.3%、30%、60%、9.7%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度，f＇=1.16，c＇=1.22MPa。
(3)③坝段（坝右0+110.00m～0+143.00m）。建基面岩石大多微风化，部分新鲜和弱风化。断层有F12、F24、F25、F35、f8、fd9，断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0.6%、20%、60%、19.4%，按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度，f＇=1.15，c＇=1.19MPa。
(4)④坝段（坝右0+143.00m～0+176.00m）。建基面岩石大多微风化，部分弱风化，局部新鲜。断层有F24、F25。断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0、10%、60%、30%，按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度，f＇=1.14，c＇=1.18MPa。
(5)⑤坝段（坝右0+176.00m～0+240.00m）。建基面岩石大多微风化，部分弱风化，局部强风化。断层有F12、F18、F18-1。F18、F18-1。断层和微风化、弱风化、强风化岩占坝基面积分别为2.5%、70%、25%、2.5%，按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度，f＇=1.11，c＇=1.14MPa。
(6)⑥坝段（坝右0+240.00m～0+304.00m）。建基面岩石大多弱风化，部分微风化和强风化。断层有F19、F20、、f5、f10、fd10～fd14。断层和微风化、弱风化、强风化岩体占坝基面积比例分别为6.5%、10%、80%、3.5%，按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度，f＇=1.05，c＇=1.02MPa。
(7)⑦坝段（坝右0+304.00m～0+318.50m）。建基面岩石多强风化，部分弱风化。断层有F27、f6、fd14、fd15。断层和弱风化、强风化岩占坝基面积分别为14.5%、35.5%、50%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土／岩石综合抗剪断强度。f＇=0.85，c＇=0.7MPa。
2.1.2基础处理
(1)断层处理。采用挖槽回填混凝土塞、加强固结灌浆的方法。规模较大、性状较差的断层，增加锚筋，槽的深度为断层宽度的1～1.5倍。节理密集带挖除松动岩石后，增加固结灌浆。
(2)固结灌浆。基本固结灌浆孔布置在坝段上、下游各1／3范围，孔深3.5～5m，孔距、排距均为3m，呈梅花形交错布置。灌后均打检查孔进行压水试验，透水率标准为q＜3Lu。
(3)帷幕灌浆。帷幕灌浆有主帷幕和副帷幕各1排，孔距2m，排距0.75m，交错布置，帷幕深度各坝段不一，透水率标准为q＜1Lu。
2.2大坝坝肩
2.2.1坝肩工程地质条件
(1)左岸坝肩。180m高程以上边坡开挖最大坡高85m，即达265m高程，形成200、220、240、260m高程四级马道，宽2m。边坡开挖坡比：在高程180～200m为1∶0.33～1∶0.5，部分为1∶0.75；高程200～220m为1∶0.5～1∶0.75；高程220m以上为1∶1。高程180～200m多为弱风化岩石，部分微风化；高程200～220m多为弱风化岩石，局部强风化；高程220～250m多为强风化岩石，局部弱风化和全风化；高程250m以上多为全风化夹残留孤石。高程250m以下有F7、F12、F15、F16、F28、F29、F34、f47、f48断层及数条节理密集带。左岸坝肩主要结构面倾向山内或与边坡走向近正交，仅F16、L5、L6顺坡倾向，但基本挖除，唯局部尚保留。未发现较大的不利边坡稳定的结构面及其组合体。
(2)右岸坝肩。高程180m以上开挖边坡最大坡高65m，即达245m高程，形成199、219m高程两条马道，马道宽度2m。边坡开挖坡比：高程180～199m为1∶0.5；高程199～219m为1∶0.75～1∶0.5；219m高程以上为1∶1。高程180～199m多为强～弱风化岩石，局部微风化和全风化；高程199～219m多为全风化，部分强风化，局部弱风化；219m高程以上多为全风化夹残留孤石，局部强风化。219m以下主要断层有F1、F44，最大破碎宽度分别为6.5m和4.5m。右岸坝肩F21和fy-3及F12和fy-2组合的楔体，经赤平投影稳定分析处于稳定状态。
2.2.2坝肩边坡处理
(1)完整性较好的微风化、弱风化岩石，无不利边坡稳定结构面。喷10cm厚的C20混凝土。
(2)完整性较差的微风化、弱风化岩石及强风化岩石。采用砂浆锚杆φ20＠150×150cm,L=308cm，入岩深度为300cm，喷10cm厚的C20混凝土。
(3)全风化岩石。采用插筋φ16＠200×200cm,L=108cm，入土100cm，并布设φ4＠@25×25cm的铁丝网，喷10cm厚的C20混凝土。
(4)断层破碎带及节理密集带。除打锚杆外，并布设φ4＠25×25cm的铁丝网，喷10cm厚的C20混凝土。
(5)边坡上布置排水孔。间、排距均为300cm，深度400cm，孔径为50mm。
3坝基岩体质量与评价
3.1坝基岩体质量建基面以利用微风化、弱风化岩石下部为原则，地震波纵波速度＞4000m/s控制。
3.1.1地震弹性波测试（固结灌浆前）
①坝段纵波速度Vp=4000～4800m/s；②坝段Vp＞4000m／s占90%，Vp＜4000m/s占10%；③坝段Vp＞4000m/s占73.6%，Vp＜4000m/s占26.4%；④坝段Vp＞4000m/s占74.8%，Vp＜4000m/s占26.2%；⑤坝段Vp=4100～4700m/s；⑥坝段Vp一般为4600～4800m/s，局部Vp=2200～3400m/s。各坝段纵波速度小于4000m/s的部位，加深开挖深度，并加强固结灌浆。
3.1.2跨孔声波CT测试
③、④坝段布置跨孔声波CT测试5组，固结灌浆前声速为4700～6250m/s，唯ZK0210～ZK0310组在混凝土与基岩接触带，声速为3800m/s，固结灌浆后声速为4500m/s。
3.1.3声波单孔测试
①坝段测试孔41个，灌浆前、后平均声速分别为5066m/s和5311m/s，其中20个孔在建基面附近个别测点固结灌浆前声速＜4000m/s，固结灌浆后声速均＞4500m/s。
②坝段测试孔22个，固结灌浆前、后平均声波速度分别为5327m/s和5618m/s。其中6个孔在建基面附近个别测点固结灌浆前声波速度＜4000m/s，固结灌浆后声波速度均＞4500m/s。
③坝段测试孔28个，固结灌浆前声波速度为3261～6250m/s，其中11个孔局部测点低于4000m/s，固结灌浆后接近5000m/s，或高于5000m/s。
④、⑤、⑥坝段测试孔分别为42、1和4个，固结灌浆前声速均高于5000m/s。
3.2坝基岩体质量评价
1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]
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。[2]
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。
2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。[4]
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。
3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：
[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.
中图分类号：TV文献标识码： A
一.前言
伴随着我国经济的迅速发展，水利水电工程行业作为一个新兴的行业崛起，并逐步渗入到国家经济发展和人们生活生产的各个角落中来，不仅成为了我国经济发展中一个新的经济增长点，而且对提高我国居民的生活水平，改善生活条件，有着极其重要的影响。在水利水电工程建设过程中，加强对各种水利水电工程所引发的地质灾害防治具有着十分重要的意义，作为整个水利水电工程建设管理中的重要组成部分，不仅密切和人们的生命财产安全连接在一起，也关系到整个水利水电工程行业的健康发展，因此，如何加强对水利水电工程各种地质灾害的防治，将会是水利水电工程行业的相关单位和相关工作人员必须要面对和思考的问题。
二.加强水利水电工程地质灾害防治的意义
1.加强水利水电工程地质灾害的防治，是促进企业安全生产的必然举措。近些年来，在水利水电工程项目施工过程中，由于各种因素引发的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害给社会带来了极大的经济损失和资源的浪费，更对人们的生命财产安全造成了极大的威胁，安全管理缺陷是事故发生的深层次的本质原因。因此，要从根本上防止事故，则必须加强对各种地质灾害的防治，探究各种地质灾害防治的技术措施。如此，可以更好的促进安全生产。
2.加强地质灾害的防治，有助于保护施工人员的切身利益，从而体现出以人为本的思想。在水利水电工程施工过程中，人员的切身利益将会直接关系到整个水利水电工程项目的经济效益和社会效益。在进行施工过程中，加强对地质灾害的防治，保护施工安全，实现整个工程项目的经济效益和社会效益。
三.水利水电工程地质灾害发生是原因分析
在水利水电工程建设中，由于各种基础工程的建设，周边的地质环境、水文地质条件等都在发生着改变，因而，会很大程度的引发一些诸如山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。
地质灾害的发生一方面是自然原因导致的， 比如：特大洪水、地震等；另一方面是人为因素， 比如：大规模开挖、维护不到位、预防措施不完善等，其中人为的因素占主要部分。很多人为造成的地质灾害不仅在很大程度上影响了水利水电工程的质量、缩短了工程的使用年限，更重要的是给人们的生命财产安全带来极大的安全隐患，其实大部分地质灾害通过有效地预防措施，是可以避免或者减小地质灾害造成的影响。
1．水利水电工程建设区域自然地质环境较差
我国的地质灾害情况比较严重，其中一部分的地质灾害是由于违背自然规律的工程活动造成和诱发的，随着社会的发展，我国的基础设施建设逐年增加，很多水利水电工程建设区，降雨量少，蒸发量大，山高坡陡，土地瘠薄，植被稀疏，水土流失严重，滑坡、泥石流等山体灾害时有发生，自然生态环境本来就严峻。不少开发建设单位水土保持意识差、法制观念淡薄，发展理念陈旧，急功近利，
重视经济利益，忽视生态环境保护，掠夺式地开发利用水土资源和环境的现象仍然较为普遍。山势险峻，坡度较大，而且很多地方岩体破碎程度严重，生态环境也必将脆弱，在进行大规模的水利水电工程施工过程中，很大程度的让一些破碎的岩体变得更为松动，同时，区域的植被也一定程度的遭到破会，当遇到一些暴雨等气象因素时候，很可能引发诸如滑坡，泥石流等地质灾害。另外就是在建设水利工程的时候，工程大量开挖坡脚、随意堆放废弃的土渣等，对水流的排放和疏通都造成了影响，从而引发一些地质灾害的发生。
2．人类活动可加剧地质灾害的危险性
工程建设可能诱发、加剧地质灾害的危险性，主要是指由于工程建设形成高边坡和开挖坡脚、在坡体中开挖水渠、在坡体上部加载、修建水池又不做有效防渗而诱发滑坡，还有在沟谷中堆砌工程废弃物诱发的危险性等。这里强调的主要是工程建设加剧诱发滑坡、泥石流等而对其他工程设施、人民生命财产造成的危害。尤其是在岩质边坡开挖的时候，一定要对松动的岩石或岩体破碎的边坡进行严格的处理，避免经过长期的日晒雨淋，一定程度上使得边坡的抗滑力减小，从而容易引发滑坡、崩塌等地质灾害，在施工的时候一定要按照规范处理开挖、填埋，尽量减小人为地质灾害发生的可能性。
四.加强水利工程地质灾害防治的技术措施探讨
1．加强技术人员的职业素质培训、明确责任
加强对水利工程维护技术人员的技术培训，地方的水利技术部门应加大对乡镇技术人员、水利工程业主及水利工程建设承包者的技术培训，同时也要加大对他们的责任意识培养。在建设水利工程之前，要找有相关设计经验和资质的单位进行实地勘测、设计，工程建设中要严格按照有关技术要求进行施工、保养，经有关部门验收合格之后再投入使用。在水利工程管理上，应明确城市防洪、重点湖泊、小型水库及在建水利工程的防汛责任，并将责任人名单予以公布，以接受社会监督。
2．加强对水利工程地质灾害监测
对水利工程的地质灾害监测可以在很大程度上避免地质灾害的发生。首先要坚持24小时值班制度，保持通信的顺畅，部门之间加强协作，实行群测群控。水库值班和管理人员等直接管理者应该对大坝、溢洪道、输水道等主要建筑物进行检查和巡视，加强对地质灾害的监测。基层监测部门应该与国土、交通、建设、气象等部门加强联系，按照各部门的分工职责，切实做好水利工程设施的地质灾害监测、预防和治理工作。
同时，上级管理人员也应该对水利工程的监管引起足够重视，尤其是汛期来临的时候，更应该加大对库塘的监控力度，科学调度，依法防汛，确保安全度汛。这期间要随时掌握降雨引起的蓄水变化情况，严格防洪调度，分月控制蓄水，将地质灾害控制在萌芽阶段，如果发现安全隐患要及时进行排除。
3．制定相关的灾害防治预案
进行灾害预防首先应该制定相关的城市防洪紧急预案、在建水利工程安全度汛预案、水库防汛抢险应急预案、山洪灾害防御预案等。在对有可能出现的洪涝灾害的水利工程周边进行检查之后，应迅速制定相应的度汛抢险方案，尤其是在容易发生山体滑坡、山洪、泥石流等地质灾害的地方及重点部位要设置明显的警示牌。
4．做好物资、通讯、抢险应急队等各项工作
为了保证在地质灾害发生的时候，可以进行及时的救援，首先要做好物资、抢险、通讯等各项工作。一旦灾情发生，能够立即调动使用，应急抢险队要随时处于战备状态， 力保灾害能够得到最有效、最及时的控制。另外就是要加强对通讯施设的维护。在汛期，各县区中继站和各水库无线通讯设施必须正常运行，电信部门应该确保水库通讯线路通畅，使各站之间能够及时保持联系。
5. 加强施工安全管理
在水利工程施工中，施工单位获得中标之后，要坚持多级安全控制，多层次的安全负责原则，加强对施工企的安全管理。首先，要建立健全施工过程的安全管理体制。设置项目经理职位，坚持项目经理的第一责任，坚持施工质量检测部门进行质量安全自检，同时，要建立起施工的相关工程试验基地，建立健全各种资料的管理体制，设置专门的施工资料整理人员，并做好各个环节的工作分工，明确职责，加强对施工各个环节的工序质量检测记录，做好各种资料的送检工作，并严格各种文件的存档管理，为各种安全管理措施的出台提供决策依据。
五.结束语
水利工程关系到整个国民经济的发展和人民生活水平的提高。在施工过程中，水利工程所面临的各种地质灾害都有着不同的原因，要结合工程施工状况，结合地质地貌实际情况，从实际出发，采用先进的科学技术，加强对各种地质灾害的防治，从而促进整个水利工程行业的健康快速发展，为国民经济的发展和人民生活水平的提高提供巨大的动力。
参考文献：
[1]史鉴 汤宝澍 关于陕西省水利工程抗震防震及地质灾害防治的建议 [期刊论文] 《陕西水利》 -2012年1期
[2]刘广润 徐开祥 三峡水库沿岸移民区地质灾害防治研究 [期刊论文] 《中国地质灾害与防治学报》 -2003年4期
[3]唐春 李波 矿山地质灾害防治与土地复垦 [期刊论文] 《中国水土保持》 PKU -2007年2期
[4]田东升 南水北调中线总干渠Ⅳ段地质灾害类型及防治对策 [会议论文] 2007 - 中国地质学会2007年生态环境脆弱区工程地质学术论坛
作者简介：荣冠（ 1971- ），男，武汉大学水利水电学院副教授，博士，主要从事岩体稳定性研究及工程地质教学工作，（e-mail）rg_mail@163.com。
摘要：工程地质是水利类本科生的一门重要专业基础课，课程教学内容和环节丰富，难点较多，实践性强。如何在课堂教学和野外实践教学中有效提高教学质量是一个值得探讨的问题。文章详细分析了水利工程课程中的难点及教学中存在的问题，从课堂教学、实践教学、英文教学及课程考核等方面全面介绍了课程教学经验及改革探索。提出课堂教学应注重理论紧密联系工程实际，实践教学应注重培养学生动手技能和发现、分析、解决工程地质问题的能力，开展英文教学是培养国际人才的必然趋势，考核机制应全面反映学生的综合能力等观点。
关键词：工程地质； 水利专业； 教学研究； 理论教学； 实践教学
中图分类号：tv135；g642421文献标志码：a文章编号：10052909（2013）05011007工程地质是研究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，是以地学学科的理论为基础，应用数学与力学理论和工程技术及方法解决与工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题[1]。工程地质课程是水利类本科专业的一门重要专业基础课程。水利水电工程建设是人类在认识自然的基础上改造自然并为经济建设服务的活动，进行水利水电工程建设首先必须了解自然环境和工程条件，而环境地质条件是与水利水电工程关系最密切、最重要的自然条件。
当前，中国工科高等教育人才培养主要目标是：培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[2]。工程地质课程作为水利类专业中一门实践性强的课程在凸显人才培养目标方面，更加突出工程地质理论和实践教学的必要性与重要意义[3-4]。
工程地质课程的教学分为课堂理论教学部分与野外地质实习部分。课堂理论部分主要讲授矿物岩石、地质构造、地质作用、地下水、岩体工程特性，边坡、坝基、洞室围压稳定性评价，工程地质勘察等知识。野外地质实习部分主要进行岩石及地质构造认识，风化、卸荷及河流地质作用研究，地下水及其作用研究，水利枢纽工程地质条件与问题分析评价等。
由于工程地质课程涉及的相关课程较多（矿物学、岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、水文地质学、材料力学、岩石力学、土力学等），且这些课程多为地质专业课程。同时，工程地质课程实践性很强，但学生又缺乏实践经验和实践机会。因此，在有限的理论教学和实践教学时间内，如何合理安排教学环节，使学生扎实掌握工程地质相关概念及基本原理，并使学生初步具备分析工程地质条件及解决工程地质问题的能力，是一个很值得探讨的问题。根据笔者多年从事工程地质教学的经验，针对水利类本科专业工程地质教学，首先介绍学校工程地质课程的设置，然后分析课程教学的重点及难点，再从课堂教学、实践教学、英文教学、考核方式4个部分探讨理论与实践教学的改革思路，以期在提高教学效果、培养学生分析工程地质条件和解决工程地质问题能力方面有所收获。
一、水利类工程地质课程介绍
（一）水利工程地质课程设置
武汉大学水利水电学院最早可追溯至1928年创建的国立武汉大学工学院土木系水利组，学院现已成为国内水利水电高级人才培养的摇篮和科学研究的重要基地。一直以来，工程地质课程为水利各专业（农田水利、水电工程、河流泥沙、水文水资源）的重要专业基础课程。工程地质课一般在第五学期或第六学期开设，包括48 学时课堂教学和1 周的野外实习。课堂教材主要使用天津大学主编的《水利工程地质》（第四版）[1]，实验及野外实习采用武汉大学编写出版的实习教材[5]。
（二）水利工程地质课程内容
水利工程地质主要是研究水利水电工程建设中的工程地质问题。主要内容包括岩石及其工程性质，地质构造及区域稳定性，地表水流的地质作用及河谷地貌，地下水、岩溶及库坝区渗漏地质条件分析，岩体工程特性，坝基、边坡及洞室围岩稳定性分析，水利水电工程地质勘察等。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
荣冠，等水利类专业工程地质课程教学研究与改革探索
课程的教学分为课堂教学与实践教
两部分。课堂教学主要讲授地质学基础知识和水利三大类岩体（边坡、坝基及洞室围岩）稳定性分析基本理论。通过课堂教学力求使学生掌握工程地质学基本概念、工程地质分析基本原理和岩体稳定性评价基本方法。实践教学通过野外现场典型岩体、地质构造、地质作用等的直接观察和分析来增强感性认识、理解并深化工程地质理论知识，使学生初步具备分析工程地质条件和解决工程地质问题的能力。水利类工程地质课程教学基本内容可总结为地质学基础知识和岩体稳定性分析两方面，核心主线则是工程地质条件及工程地质问题的分析研究。课程室内外教学均是围绕该主线开展的。
二、水利工程地质课程中的难点及问题
（一）工程地质相关概念不易理解和掌握
对于水利专业的学生来说，工程地质课是他们第一次接触地质学知识。多数学生，尤其是来自平原地区的学生，缺少对地质现象的感性认识，这使他们更不易理解相关地质现象和地质作用。水利工程地质课程的开始部分主要讲述地质学基本概念，包括矿物和岩石的成因、成分及分类，内外力地质作用概念，产状、节理、断层、褶皱等地质构造，地层地史，地质图分析，区域稳定等。这些内容涉及矿物学、岩石学、地层古生物学、构造地质学等知识。这些概念和相关课程知识对于初学者来说完全是陌生的。例如：在分析沉积岩的石英砂岩与变质岩的石英岩区别时，一般学生很难从沉积作用和变质作用的成因角度深刻理解其矿物结晶程度、颗粒大小、矿物纯度、孔隙率等方面的差异。在现场分析褶皱构造时，不少学生容易把现代地形与褶皱形态混为一谈。实际上起伏的山脊为背斜，剥蚀的山谷为向斜往往是不对的，反过来，背斜核部易形成河谷低地，向斜核部则可能形成山脊。准确定位褶皱应根据现场垂直岩层走向观察结果，若有岩层按新老次序有规律地对称出现时，则可肯定有褶皱。然后根据岩层新老组合关系的分析确定褶皱的基本类型（背斜或向斜），进一步依据两翼岩层产状、轴面产状以及地层层序判断褶皱的剖面类型和平面类型。但现场地层及其年代的划分，对于水利专业初学者而言是难以掌握的，况且岩层的产状及地层的划分往往又具有隐蔽性，因此，地质学基础概念往往是水利工程地质课程开始阶段学习的难点。（二）工程地质条件难以全面和深刻理解
工程地质条件指的是与工程建设有关的地质因素的综合，是自然历史发展演变的产物。对大型水利工程而言主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象（滑坡、崩塌、泥石流、风化、卸荷、侵蚀、岩溶、地震等）及天然建筑材料等6个方面。工程地质条件直接影响工程建筑物的安全、经济和运营管理。兴建大型水利水电工程，首先都要查明枢纽及库区的工程地质条件。不同地区的地质环境差异及水工建筑物类型的不同，对水利工程的影响也不同。教学中发现，学生对工程地质条件的复杂性认识不足，难以全面理解工程地质条件的内涵，这样自然导致对工程地质问题的把握不准。例如：西南水电工程主要集中在川、藏、滇、青等省区河流的深切河谷地区。该区域的自然地质环境十分复杂，相应地在此建高坝大库的工程地质条件也十分复杂。深切河谷往往首选高拱坝方案，此时地形地貌就是关键的地质条件，将直接影响工程高边坡的稳定与安全，同时影响并制约水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且为深覆盖层坝区，从坝基防渗及挡水建筑物安全的角度考虑多采用当地材料坝型，坝体防渗多为混凝土面板而非粘土心墙方案，这主要就是从天然建筑材料经济合理的角度考虑。
（三）对工程地质问题缺乏认识和实践经验
工程地质问题指的是工程地质条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。对大型水利工程而言主要包括坝基和坝肩抗滑稳定问题，坝基渗漏和渗透稳定问题，边坡稳定性问题，地下洞室围岩稳定性问题，水库渗漏、水库淤积、库周浸没、库岸再造，水库诱发地震等问题。工程地质学简单说就是分析工程地质条件，解决工程地质问题。因此，工程地质问题是课程的最终落脚点。不同水工建筑物由于对场地条件要求存在差别，其相应的工程地质问题也存在差异。实际工程中，全面揭示工程地质问题是有难度的，尤其是深层隐伏的地质问题，更是从浅表很难观察确认。目前对水利专业，工程地质课程一般在水工建筑物等专业课之前开设，许多学生对水工建筑物知之甚少，对水工建筑及枢
纽区可能会出现哪些地质问题更是难知一二。
例如：对水利工程三大坝型工程地质问题的分析。土石坝主要由粘土、碎石、块石等散体堆积而成，坝体允许产生较大的变形，它对坝基工程地质的要求较低，可以在软基和工程地质条件复杂的坝基上兴建。由于坝基河床地质条件多变，易出现过大沉降引起坝体裂缝、坝基渗漏和渗透变形问题，以及粉细沙层震动液化等问题。重力坝主要依靠坝身自重与地基间摩阻力来保持稳定。重力坝对坝基要求高，一般要求修在弱风化下部的岩基上。该类坝型最主要的问题就是过大变形或不均匀变形导致坝体裂开，软弱结构面组合形成深层滑移块体。拱坝主要通过拱作用传递荷载到坝肩，所以拱坝对两岸岩体的要求较高，而对河床坝基岩体要求相对要低。两岸拱座岩体应新鲜完整、无大断层，狭窄对称的“v”字形河谷是首选地形条件。此时应特别关注顺河向软弱结构面切割形成的滑移块体。由于学生在这一阶段对水工建筑物不熟悉，同时缺乏对三大坝型的现场感性认识，导致他们较难在合理评价相应工程地质条件的基础上深入分析潜在的工程地质问题。
（四）工程地质分析方法不易理解和熟练运用
由于工程岩体结构特征及力学特性的复杂性和不确定性，针对岩体变形与稳定性的工程地质分析方法主要是定性与定量结合，总体上是半经验半理论性的。针对实际工程，在较大程度上是以现场经验为前提，然后通过工程地质定性分析结合定量计算综合确定。工程地质的分析方法主要有工程地质类比法、图表法、室内外实验方法、力学模型定量计算法等。各方法都有一定条件和适用范围，即存在各自的优缺点。实际应用中宜将几种方法结合，互相补充。针对不同的工程地质问题，刚学习课程的学生对怎样合理选择分析方法缺乏经验，熟练掌握困难更大。
现以岩质高边坡稳定性评价为例，简要讨论工程边坡稳定性评价的基本思路。总体上边坡稳定性的影响因素包括地形地貌、岩体结构、地质构造、风化卸荷、水的作用、地震及构造运动和人类工程活动等。首先从经验上判断其稳定性主要从坡形坡高、岩体强度、坡体结构等直观判断，此时工程地质定性方法（如赤平投影）就是较好的方法。对于边坡浅表的变形及破坏情况，则主要考虑岩体的风化和卸荷程度，及其卸荷裂隙等的组合情况。对于边坡的整体及长期稳定性，则需通过详细的地质勘探，确定潜在的破坏模式和滑移边界，采用如三维极限平衡方法、有限元应力应变方法等计算其变形和稳定性。边坡变形模式及边界、结构面和岩体力学参数的确定是关键，同时还应合理考虑地下水及地震等因素的影响。所以对岩石边坡采用工程地质方法合理评价其稳定性是一项较复杂的工作，对于初学者来说是不易全面和熟练掌握的。
（五）工程地质实习和工程实践时间不足
工程地质教学来源于实践并回归于实践，其最鲜明的特点就是实践性强。教学实习和工程实践是巩固和加深地质理论知识的有效途径，是理论联系实际培养学生掌握科学方法和独立能力的重要渠道。地质实践教学的任务主要是让学生亲自接触各种真实的地质现象及工程问题，用已学到的理论知识观察分析现象，提出解决问题的方法与措施。例如：断层是工程地质学中的基本概念，但学生要理解断层的规模与工程特性、现场鉴别方法及其对工程的影响是较困难的。通过现场露头可以较直观地了解断层的三种形态类型及其基本特征，对较大规模的断层可引导学生从地形地貌不协调、地层的重复或缺失、伴生构造及构造岩、地表地下水的异常分布等方面来认识。在此基础上分析断层的级别、特征及其对工程的影响学生就容易理解和熟悉，然而由于教学时间及经费的限制，学生在实习和实践方面的机会相对较少。在有限的实习和实践时间内，如何合理安排教学实习路线及教学内容，让学生能够较好地掌握基本概念和原理，并初步具备分析和解决问题的能力，是目前水利工程地质实践教学中的一大难题。
三、水利工程地质课程改革探索
（一）课堂教学改革 1.突出重点分解难点
由于水利工程地质课程涉及较多概念和方法，同时关联较多课程，是一门综合性很强的课程。由于教学课时有限，要将所有内容都面面俱到地深入讲解，显然是不可取的。这就要求在讲授时有的放矢，合理安排教学内容，做到突出重点、解剖难点，始终把握地质学基本概念和岩体稳定评价两个主要内容，抓住工程地质条
和工程地质问题两条主线。这样可以使学生从较多的概念和方法中理清思路，把握课程主体框架。例如：在地质构造部分，阅读和分析平面地质图是重点，同时也是难点。平面地质图的阅读要求熟悉地层年代、产状、褶皱、断裂、地史等理论知识，同时需要结合具体工程分析不利条件及可能存在的问题。为此需要结合教学图件，详细分析褶皱、断裂等存在的依据，并讨论作为坝基或洞室的地质条件可能存在的不良地质问题。这样学生才能较快掌握地质图的分析方法及工程应用。
2. 理论联系实际
工程地质学的理论性较强，各种概念及分析方法较多。这些内容均源于地质作用和工程实践，在讲授课程时如只照本宣科，学生很难对一些抽象的概念及方法感兴趣，这样教与学的效果均较差。在教学过程中注重理论联系实际将是提高教学效果、提高学生学习兴趣的最好手段。例如：在讲授岩石和地质构造内容之后，学生对三大类岩石的特性及现场鉴别、具体的断层和褶皱构造的理解和分析仍是模糊的。笔者则以珞珈山为例，该地质体即为学生大学生活的环境，引导学生探寻珞珈山的岩石类型，以及是否存在断裂和褶皱。几乎所有学生都对此感兴趣，并乐于了解校园的地质情况。由此对珞珈山地层岩性进行介绍，在此基础上分析褶皱、逆断层及平移断层分布等。学生惊叹常在身边出露的岩石就是典型的石英砂岩，而校园内的樱花大道竟是一条逆断层。通过这个实例很好地将基本地质概念与周边的实际环境联系起来。
3. 传统与现代教学结合
水利工程地质课程内容较多、实践性强，而且课时有限，因此要求将传统教学与现代教学相结合，这样可以很好地发挥各自的优势。重要的概念及分析方法以黑板演绎并详细讲解，使学生的注意力集中，有利于学生对重点难点内容的深入理解和掌握。例如：在介绍层状岩层产状时，宜采用教学图件分步讲解，使学生切实理解走向、倾向、倾角的真实含义及实际意义。在讲解赤平投影原理时，则需按投影方法介绍点、线、面等的投影过程，使学生理解空间点、线、面与赤道平面投影的关系，这样结构面的空间产状与赤平投影图间的关系也就清楚了，后续运用其分析边坡稳定性也就简单易懂。水利工程地质课程涉及许多地质作用、地质现象及工程实例。此时多媒体演示则显示其优势，多媒体课件可提供大量信息，形象生动地展现自然现象及复杂事物，其效果是口头表达难以达到的，同时也可提高学生学习兴趣，节省讲解时间。课余时间鼓励学生通过国内外各种网络资源（特别是高校工程地质课教学资源）了解和学习相关工程地质知识，也可以用即时通讯方式解答学生的不同问题，利用现代网络资源最大限度地开展教学互动，让学生扎扎实实学好工程地质课程。
（二）实践教学改革
实践教学环节是保证和检验水利工程地质课程教学效果和质量的关键。要真正熟悉和掌握水利工程地质的知识及方法，各种不同类型的实习实践教学是必不可少的。以下从室内实验、校内现场教学及水利枢纽地质实习3个环节来介绍实践教学。
1.强化室内实验教学
武汉大学水利水电学院较早建成工程地质实验室。实验室主要有各种矿物、三大类岩石、古生物化石、构造模型、典型水利枢纽岩石、各种地质图件及影像资料。同时还配有偏光显微镜、gps 、电子罗盘、gis等设备和工具软件。目前实验室可以满足水利类专业本科教学要求。室内实验教学主要安排造岩矿物、岩浆岩、沉积岩及变质岩的认识。同时还讲授地质图阅读、罗盘及gps使用等教学内容。
以三大岩石的认识为例，这对于学生来说是难点，仅通过课堂讲解学生很难掌握岩石的特征和鉴别方法。在课堂讲授造岩矿物及三大岩类后，需要进行三大岩类认识的室内实验教学：学生按5人一组进行分组，每组学生提供三大类岩石标本各一盒。教师先复习岩石的成因、矿物组成、结构构造及分类等，然后以3种典型岩石为例分析矿物及结构特征，再分析其成因和类别。在此基础上让学生仔细观察各种岩石标本，由各组学生相互讨论以寻找鉴定矿物和岩石的规律和技巧。对学生的具体问题教师现场答疑，对相似矿物的鉴别、结构的理解等共性问题由教师总结分析。通过室内实验课教学环节基本可以使学生掌握常见岩石特征和鉴别方法，对后续现场实习具有重要意义。
2. 重视校内现场教学
武汉大学地处东湖之滨，校园内有珞珈山和狮子山，存在不少良
好的地质露头、各类地质构造较丰富。为配合基本地质理论知识讲授，笔者充分利用武汉大学校园内的珞珈山地区进行现场教学。该地区发育有志留系、泥盆系、石炭系、二叠系及第四系等沉积岩，地层呈有规律的东西向条带状分布，呈现节理、断层、褶皱等地质构造。武汉大学水利水电学院从20世纪50年代开始，在珞珈山地区安排校内地质现场教学，实习路线从北向南横跨珞珈山，要求学生现场观察珞珈山地区岩石岩性、产状、风化、卸荷、隐伏岩溶、地下水露头、节理、断层、褶皱等现象。通过现场地质调查，学生可以理解地层划分及年代概念，熟悉产状的概念及测量方法，节理、断层及褶皱的鉴别和分析方法，最后独立完成简要的珞珈山地质调查报告。通过该单元的校内现场地质教学，可以进一步深化学生对基础地质概念和理论理解，培养学生独立分析和解决问题的能力。
3. 完善野外地质实习
（1） 水利枢纽地质实习目的与安排。工程地质野外教学实习是课程教学实践的最重要环节，目的在于巩固课堂所学的理论知识，使理论与实践紧密结合。通过对水利枢纽区地层、岩性、地质构造、地下水及外动力地质作用等的调查研究，使学生初步掌握野外地质工作的一般方法，了解水利枢纽工程地质条件及主要工程地质问题，熟悉地质报告编写及地质图件绘制的方法。实习教学包括路线教学、专题调研、现场讨论、内业整理等环节。通过现场调查、专题问题讨论、面试考查、实习报告编写等过程，培养学生野外地质工作能力和分析解决工程地质问题的能力。 （2） 野外实习区域及路线的选择。良好的实习区域与路线是满足工程地质野外实践教学要求的基础。实习区域应选择岩石类型及地层较丰富，河流地貌及水文地质现象发育良好，具备地质构造发育和风化、卸荷及边坡变形等外动力地质作用发育的地带。同时应具备典型的水利枢纽工程以便进行水利水电专业工程问题的分析讨论。在此基础上根据地层岩性及地质构造、河流地貌与地下水、边坡变形及稳定性分析、水利枢纽地质条件及工程问题等选择4～5条典型路线作为教学单元。路线选择注意地质现象的典型性及易识别性等特点，同时注意地质现象与工程实践的密切联系。
以武汉大学为例，从20世纪50年代开始，陆续建立了陆水实习基地、丹江口实习基地、韶山灌区实习基地等。2010年三峡工程建成后，又建立了湖北秭归三峡库区实习基地，选择茅坪至链子崖（郭家坝）、高家溪、泗溪、副坝大坝及永船等线路进行教学。三峡库区具有大量典型意义的地质露头，同时能够结合具体的水利工程建筑物（如大坝、副坝、高边坡等）进行工程地质条件与问题的分析。主要路线地层出露及地质构造较为齐全，风化、卸荷等动力地质作用和河流地质作用，以及地下水、岩溶等地质现象均有出露，能够满足水利类专业野外工程地质实习的要求。
（3） 野外实习环节及质量控制。整个实习期间每个教学单元要求有明确的教学内容。总体上要求完成：①典型剖面地层野外观察和描述，包括岩性、接触关系、产状及测量、岩浆岩和沉积岩及变质岩小构造观察、风化作用、地形图的使用等。②河流地貌及水文地质调查，包括河流侵蚀、堆积，河床、河漫滩及阶地观察，河谷边坡卸荷及变形，潜水露头，岩溶水，岩溶地貌等。③边坡变形及稳定性分析，包括典型卸荷拉裂体、崩塌体、滑坡体的现场调查，变形及破坏特征，边界条件，稳定性影响因素及评价，变形破坏成因，工程防护及治理方案等。④水利枢纽教学单元，主要侧重水利枢纽主要建筑物的组成及功能，大坝、副坝、高边坡、水工隧洞等主要工程地质问题分析。⑤资料整理及报告编写，主要是对现场观察的内容进行分析整理，按要求编写实习报告。
野外地质实习以小组为单位进行，实习过程要求分工明确、团结合作，现场特别强调纪律和安全。实习成绩评定综合考虑思想表现、组织纪律、操作技能、野外纪录、面试讨论及实习报告等。
（三） 英文教学探索
1. 工程地质英文教学意义
英语教学或中英文双语教学是目前本科教学改革的重要内容。基于高等学校培养具有国际视野和国际竞争力、面向未来的新型高素质人才的要求，高校对主要课程实行英文教学十分必要[6]。随着中国基础建设及能源等领域大规模工程的开展，在相应学科进行学术和业务交流已是基本要求。水利行业早已走出国门，承接或合作国际科研和工程项目。这就
求学生不仅有较高专业造诣，而且需要具备较好的英文文献阅读能力、语言表达和交流能力。
2. 工程地质课程英文教学实施
（1） 选定英文教材。工程地质英语教学，首先应选择合适的英文原版教材。国外出版的工程地质书籍较多，但适合国内水利专业使用的工程地质英文教材较少。这主要是国外很少有专门针对水利类的工程地质教材，多数教材是针对工程地质专业编写的。考虑到初学及课时情况，笔者建议采用tony waltham编著的《foundations of engineering geology》 （third edition）[7]，这本教材包括岩石、地质构造、物理地质作用、地下水、岩土力学特性、边坡、隧洞及采空区等，内容简洁，通俗易懂。其次，推荐f. g. bell编著的《engineering geology》（second edition）[8]作为主要参考书。这本教材内容较全面，包括岩石、地质构造、物理地质作用、地下水、岩土工程特性、地质勘查及洞室、边坡、坝基等内容。在工程地质英文教学过程，建议学生使用网络资源，国外知名大学有不少工程地质课程资料[9]可供参考，同时从《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等国际学术刊物学习有关论文及知识。由于专业需要，学生还需使用中文版的水利工程地质教材作为对照读物。
（2） 英文课件及教学。英语课堂教学主要采用多媒体方式，可提高讲授速度和效率。在制作英文教学ppt时，应尽量简洁明了、图文结合，英文一定要规范。对一些专业性强的知识（如专业术语）可适当加中文注释。授课语言主要为英语，对不易理解的内容可用中文解释。为了保证教学效率，要求学生课前进行适当预习。课堂上采取师生互动形式，提高学生英语表达能力。平时作业、小测验及期末考核均要求采用英文进行。授课教师自身英文必须熟练，首先是专业概念及术语的准确表达，其次是发音的准确。
（四） 课程考核方式
为更好开展工程地质教学工作，其中一个重要环节是课程考核。课程考核目的是考察学生掌握知识的情况及分析问题的能力，科学有效的考核方式可以充分发挥学生的主动性和能动性，从而提高教学效果和质量。目前水利工程地质课程包括室内教学和野外实习两个部分，一般是独立考核。其中室内教学部分主要考察地质基本知识及水利工程相关岩体稳定性评价方法的掌握情况，成绩主要由平时作业、课堂小测验、专题讨论及期末闭卷考试组成，要求学生以掌握地质知识和工程问题分析方法为主，鼓励平时交流讨论，避免考试突击的学习方式。野外实习考核主要考察学生基本技能的掌握情况，侧重考核问题的分析理解能力，从现场主动性、操作技能、综合分析、面试讨论、实习报告及组织纪律等方面综合评定。
文章总结笔者多年教学实践经验及课程改革探索供高校同行参考，以期在提高水利工程地质教学质量，提高学生学习积极性和培养学生创新能力方面发挥积极作用。
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[8]f g bell. engineering geology[m]. second edition， butterworth-heinemann press， 2007.
[9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http：//web.mst.edu/～rogersda/
research and reform exploration on teaching methods of engineering
geology for water conservancy specialty
rong guan， zhou chuangbing， chen yifeng
（school of water resources and hydropower， wuhan uni
iversity， wuhan 430072， p. r. china）
0.引言
我国是一个地质灾害十分频繁的国家，尤其是我国西南地区，不仅地质灾害数量多，而且灾种全。其中崩塌、滑坡、泥石流等浅层表生地质灾害异常突出，分布有大量的由滑坡堆积、崩塌堆积、残积层、冰溃堆积、坡积物等组成的松散堆积体斜坡[1]。与此同时，西南地区一系列大型乃至巨型正在建设或规划中的水电站相继开工建设，在复杂地质环境和大规模工程活动、水库蓄水及暴雨等复杂条件下，可能会有大量的水库库岸堆积体边坡发生变形甚至失稳破坏。
水库库岸堆积体边坡失稳的代价是巨大的。斜坡或边坡作为一种人类不可回避的地学环境与工程形式，总是伴随着人类的工程活动，人类为了安全始终关注着边坡的稳定性。一百多年来，人们对边坡变形过程、失稳形式、失稳机制、稳定评价及滑坡预测预报等进行了广泛的研究，借助数学、力学和计算科学理论与方法，试图对边坡的稳定、演化及滑坡的预测预报进行研究，并应用到工程实践中。
1.土坡稳定性分析理论研究现状
1.1边坡稳定性分析现状
边坡失稳作为普遍存在的工程问题受到国内外学者的重视。对此课题的研究，国内外都经历了从实践积累到理论归纳，再实践，再归纳，并逐步总结提高的过程。十九世纪末二十世纪初，随着发达国家的大规模土木工程建设，大量边坡工程问题、特别是滑坡问题随之产生，并造成了很大损失，人们开始应用材料力学和近代土力学的理论对边坡问题进行半经验、半理论的研究。上世纪五十年代，我国学者引进了前苏联的工程地质分析的体系，继承和发展了地质历史分析法，着重研究边坡的工程地质背景和边坡类型的划分，以此进行边坡的工程地质类比分析，在滑坡的分析和研究中取得了一定的成果。
1.2边坡稳定研究方法现状
研究边坡稳定的方法主要有：“地质历史分析”方法、极限平衡法、概率分析法、极限分析法、数值计算分析方法、物理模拟法、非线性方法等。现将主要边坡稳定性评价方法列述如下：
（1）“地质历史分析”方法：五十年代，我国许多工程地质工作者在滑坡研究中采用了苏联的“地质历史分析”方法[4]，但该方法偏重于定性描述和分析。
（2）极限平衡法：极限平衡法是一种定量方法，也是工程中使用最多、最成熟的方法，其理论基础为极限平衡理论。它通过分析在临界破坏状态下，土体外力与内部强度所提供的抗力之间的平衡计算土体在自身和外荷作用下的稳定程度。同时，根据假设不同而形成不同方法，具有不同的适用范围。
（3）极限分析法：岩土工程极限分析是典型的塑性极限分析问题。塑性极限分析对象包括塑性区Gussmnna.P提出了运动单元法，以莫尔一库仑岩土介质为研究对象，采用离散技术与现代数值手段，通过运动分析、静力分析和求多变量目标函数值的优化分析，有效地分析了地基极限承载、挡土墙极限土压力及斜坡稳定性问题。
（4）数值计算分析方法：数值计算方法上，随着计算机的普及和发展，出现了一批以弹性力学、结构力学为基础的数值计算方法：FDM（有限差分法）、FEM（有限单元法）、DEM（离散单元法）、DDA（不连续变形分析）、FLAC（快速拉格朗日插值）、NNM（流形元方法）等。
（5）非确定性分析方法：该方法的评价基础是工程地质类比法、滑坡静态规律的认识以及预测科学的一般原理。随着概率论、数理统计、信息理论、模糊数学等方法用于滑坡预测，目前已形成了多种预测模型。其预测成果可相互对比、检验，使预测成果更具合理性、科学性。目前常用的非确定性定量分析方法主要有以下几种[7]：①经验方法；②数理统计方法；③信息模型法；④模糊数学评判法；⑤灰色系统方法；⑥模式识别方法；⑦非线性模型预测法；⑧人工智能法。
其中，数值计算分析方法又可以分为如下几种：
①有限单元法（FEM）：该方法是目前应用最广泛的数值分析方法。它能够考虑滑坡体的非均质性、不连续性等特征，考虑岩体的应力应变特征，避免将坡体视为刚体，能够切实地以应力、应变为变量分析边坡的变形破坏机制，对了解滑坡的应力分布、应变发展很有利。其不足之处是：数据准备工作量大，而且原始数据易出错，不能保证整个区域内某些物理量的连续性；对解决无限性问题、应力集中等问题精度较差。
②边界单元法（BEM）：该方法只需对已知区域的边界进行极限离散化，具有输入数据少的特点。其计算精度较高，在处理无限域方面有明显的优势。其不足之处为：一般边界元法得到的线性方程组的关系矩阵是满的不对称矩阵，不能采用有限元中成熟的求解稀疏对称矩阵的解法。另外，边界元法在处理材料的非线性严重不均匀的滑坡问题方面，远不如有限元法。
③快速拉格朗日分析法（FLAC）：为了克服有限元等数值分析法不能求解岩土大变形问题的缺陷，人们根据显式有限差分原理，提出了FLAC数值分析方法。该方法较有限元方法能更好地考虑岩土体的不连续性和大变形特征，求解速度较快。其缺点是同有限单元法一样，计算边界单元网格的划分带有很大的随意性。
④离散单元法（DEM）：该方法可以直接反映岩体变化的应力场、位移场以及速度场等各个参量的变化，也可以模拟边坡失稳的全过程。另外，该方法特别适合块裂介质的大变形及破坏问题的分析，但所需计算时步非常小，阻尼系数也难以确定。
⑤块体理论（BT）：该方法是以构造地质和简单的力学平衡计算为基础，利用拓朴学和群论提出的一种评价三维不连续岩体稳定性的方法。随着关键块体类型的确定，块体理论能够找出具有潜在危险的关键块体的临空面位置及分布。
除以上几种方法外，近几年还出现了如无界元（IDEM），不连续变形分析（DDA）等方法。此外，由于工程实践的需要，出现了多种数值方法的算法，使滑坡稳定分析数值方法化的趋势更加明显。但数值分析方法也存在着不足：由于地质条件的复杂性及认识的局限性，往往使计由于计算参数的选取是以某种简化为基础的，与实际存在一定误差，继而影响了计算结果的精度[5，6，7，8，9，10]。
1.3边坡参数选取研究现状
边坡的静力稳定研究中，计算采用参数的准确程度会对边坡稳定的评价结果产生重大的影响，因此，本节对边坡物理力学参数选取的研究现状进行论述。
当前国内外岩体力学参数选取研究的总趋势是有经验、半经验、精度较低的数值计算方法向考虑多种因素影响，计算过程复杂、精度较高代表性较强的数值中计算分析法发展。尤其是计算机的使用，使这一领域的研究加快。岩体力学参数选取常用的方法有点群中心法、优定斜率法、最小二乘法、随机一模糊法等。点群中心法由于人为因素影响过多，目前已不常采用，国内对于岩体力学参数的研究主要是从岩体力学参数本身所包含的随机性和模糊性出发，应用随机理论和模糊数学的方法，对试验所得的数据进行分析以获得更为逼近岩体力学实际参数的“真值”[11]。
1.3.1水库库岸堆积体边坡塌岸范围预测方法研究现状
水库蓄水运行过程中，库岸所处的地质环境将发生改变，自然平衡条件遭到破坏，引起岸坡变形失稳，库岸线也逐渐后退，直至达到新的平衡状态为止，这一过程称为库岸再造。库岸再造是一个十分复杂的动力地质过程，受岸坡物质组成、结构特征、形态及水流等多因素控制，塌岸过程复杂，尚无法精确地通过数学计算式来表达。
1.3.2地震作用下边坡稳定性分析研究现状
地震边坡稳定性研究是边坡稳定性研究的重要方面，是岩土工程和地震工程中关心的重要问题之一。刘红帅等认为，从地震作用下是否考虑边坡岩体参数的不确定性的观点来看，岩土边坡地震稳定分析方法可分为确定性方法和概率分析方法两大类；从边坡稳定性计算中对地震动作用的不同处理方式来看，岩土边坡地震稳定性分析方法宜分为拟静力法、滑块分析法、数值模拟法和试验法四大类[5，10，12-18]。
2.结束语
目前，我国的大部分已建、正在兴建和规划中的水利水电工程都在该地区。水利工程中库岸边坡的滑动范围和稳定性问题是大坝安全、社会效益和水利工程经济效益考虑的重要因素之一。同时，西南地区地壳活动频繁，地震震级高、强度大，大量库岸边坡都是重力崩塌堆积体。西南堆积体边坡，考虑地震作用下修正塌岸预测方法中图解法，并将其用于预测边坡滑动范围；与实际情况对比进行反分析，藉此评价堆积体边坡震后滑动范围图解法反分析在工程上的适用性。
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1.引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。
2.坝址选取的工程地质勘察
在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。
2.1 区域稳定性
区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。
2.2 地形地貌
地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。
2.3 岩土性质
岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。
(1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。
(2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。
(3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。
(4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。
另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。
2.4 地质构造
地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。
2.5 水文地质条件
在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。
2.6 物理地质作用
影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。
2.7 天然建筑材料
天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。
3.结语
从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。
中图分类号： TV212 文献标识码： A 文章编号：
一．前言
边坡在矿山开采、交通运输、水利和国防等建设工程中十分常见，其稳定性对这些工程有着重要的影响。由于自然作用力和人类社会活动的影响，边坡发生失稳的事故时有发生，给国家和人民带来了巨大的损失，反之，边坡的合理设计支护又将给人们带来显著的效益。因此，边坡的稳定及其合理的开挖支护，己引起了人们极大的关注，国家和地方己经投入了很大的人力、物力和财力来进行这方面的研究。边坡工程所涉及的领域极其广泛，它和经济、数学、力学、地质、仪器测试、材料和结构等学科有着密切的联系，这些学科的发展将对其稳定性研究起到促进作用。在目前的水利工程建设过程中，由于受到各种地质条件的影响，使在建设水利工程的过程中遇到一些施工难题。其中边坡工程的稳定性就是重要的一个难题。因为它会直接影响到建成后的水利工程的运行状况，因此建筑施工过程中对边坡开挖技术控制的要求极高。
二．水利水电施工过程中边坡开挖前的准备
水利水电施工过程中边坡开挖技术控制的主要目的就是查明工程建设区内的边坡工程地质条件，并对其进行分析。同时还要分析有可能对边坡的稳定性运行产生影响的因素，做到在评价边坡目前的地质状况的基础上，还应分析预测边坡地质有可能发生的变化，从而为水利工程的边坡设计和施工提供强有力的地质依据，保证水利工程建设的开展和建后工程的运行安全。对水利边坡工程高边坡开挖技术来说，开挖前应做到：
1、对水利工程中组成边坡的岩性、软弱夹层的分布、性状和成因进行勘察。
2、对水利工程所涉及到的沟、谷进行地质形态、对称情况、切割深度等方面的调查，勘察水利工程的自然边坡的高度、坡度和坡形。
3、对水利工程中边坡工程所在的区域进行水文、气象的高边坡开挖技术，勘察边坡工程所涉及到的地下水的类型及补排情况，同时对边坡工程中的岩体渗透性和水文地质结构进行高边坡开挖技术与分析。
4、做好危险源辨识及应对措施。
5、明确切实可行的施工方法和工艺，投入满足施工要求的设备和机械。
6、对水利工程中边坡工程的岩体进行物理力学特性的测试，研究物理力学特性对边坡稳定性运行的影响情况。
7、对水利工程中边坡的岩体裂隙的分布及特征进行勘察分析，并勘察边坡工程中，岩层的风化与风化带的情况。
8、对机械伤害、爆破伤害、坍塌和滑坡要有足够的预防措施。
9、对水利工程中，影响边坡工程稳定性的岩层结构分布、性状、产状进行勘察，并进行必要的计算，同时还应对各岩层的组合情况进行分析，预测边坡工程有可能存在的不稳定因素。
三．边坡开挖和支护的施工程序
1、边坡开挖的施工程序
使用由上而下分层的方式进行边坡开挖，在开挖每一层的过程中，沿上、下游的方向分成了三个施工区，每个施工区都是由外向里分块推进，每块的面积约为30m x20m，每个区块都是根据开挖施工工序进行平行流水作业。
2、边坡支护的施工程序
随边坡下挖由上自下分层进行支护施工，紧跟着开挖工作面进行浅层支护，相对浅层支护，深层支护滞后一级马道。施工程序是：喷混凝土，锚杆束，排水孔，锚索。
四．水利水电工程中边坡支护施工的技术
1、深层支护
使用导向仪对锚素钻孔进行斜度控制，及时纠偏和测斜，使用轻型锚固钻机如XYZ-90或全液压锚固钻机等对锚索钻孔。使用灌浆对地质条件比较差的地方进行固壁。待编锚平台编制成束后把钢绞线绑扎牢固，而且和钢管导向帽的连接要稳固。下锚在探测锚索孔孔道合格后进行，要防止在下锚过程中整体扭转锚索体或使锚索体受到损坏，使用3SNS高压灌浆泵进行灌浆，使用溜槽入仓锚墩混凝土，待锚墩混凝土的强度达到设计要求后进行锚索张拉，油表采用YDC50-200型千斤顶对单根钢绞线进行对称循环张拉，根据设计值的90％控制初期张拉力，按照锚索的监测数据进行分析，以确定是否需要补偿张拉，锚素封锚最后进行。
2、浅层支护
边坡浅层支护的项目主要包括排水孔、锚杆束及喷混凝土等。
（一）使用XZ-30型钻机或QZJ100D(100B)潜孔钻机在边坡排架上进行排水孔钻孔，完成钻设后，及时进行清孔和安装。待钻孔到富水层后安装滤管。
(二)使用XZ-30钻机或全液压钻机进行锚杆束钻孔。采用开挖形成的施工平台进行全液压钻机造孔施工，可以高效、快速的进行钻孔施工。待完成排架搭设后，采用XZ-30钻机对边坡上部的孔位进行造孔。安装锚杆束的施工：使用后插杆先注浆的方式对岩层较完整的部位进行施工；使用后注浆先插杆的方式对岩层易塌孔、较破碎的部位进行施工。
（三）使用干喷法喷混凝土，通过滑道系统把水泥和骨料运到工作面。受喷面和混凝土喷射机的喷嘴要垂直，而且喷嘴要稍微偏向喷射的地方，且倾斜角不可大于l0度。
五．边坡开挖后的稳定性分析评价
边坡工程的稳定性对水利工程来说至关重要，因为它直接影响到建成后的水利工程的使用情况，因此对水利工程中高边坡工程的稳定性进行分析评价是非常有必要的。
1、对水利高边坡工程稳定性分析，主要包括几个方面：
（一）分析水利高边坡工程岩土体结构、性状等，从而明确边坡工程有可能出现的变形模式与边界条件。
（二）分析水利高边坡工程稳定性的影响因素，主要包括环境因素和工程因素，从而分析判断边坡工程可能的破坏模式及边界条件。
（三）分析水利高边坡工程选择岩体的物理力学特性，选择适当地分析方法，真实的分析计算出边坡工程地质中各岩体的物理力学参数。
（四）分析水利高边坡工程潜在的不稳定因素，根据综合评价，对高边坡工程的地质破坏提出治理措施。
2、对水利高边坡工程稳定性进行评价时，既要有定性评价，也要有定量评价。本文在此只对水利边坡工程稳定性评价中定性评价方法进行简单的介绍。其主要有：边坡地质类比评价、边坡地质变形判断评价、边坡的坡率允许值评价和边坡的极射赤平投影评价。
（一）高边坡地质类比评价
高边坡地质类比评价是将边坡同已知稳定性的类似高边坡进行对比，根据类似高边坡的稳定性分析该边坡的稳定性。
（二）高边坡地质变形判断评价
高边坡地质变形判断评价是根据已经表现出来的变形破坏迹象判断边坡的稳定性。
（三）高边坡的坡率允许值评价
高边坡的坡率允许值评价是把边坡坡率同相应的坡率允许值进行对比，从而判断现有高边坡的稳定性。
（四）高边坡的极射赤平投影评价
高边坡的极射赤平投影评价是利用极射赤平投影图来分析边坡岩层结构面之间、结构面与边坡坡面之间的组合关系，从而来判断高边坡的抗滑稳定性。
六．结束语
综合上述，在水利水电工程建设过程遇到的施工难题中，高边坡工程的稳定性就是最重要的一个难题，因为它直接影响到建成后的水利工程的运行状况。本文作者主要介绍了水利高边坡开挖前的工作准备、开挖技术支护技术和开挖后的稳定性分析评价，为当前的水利工程中高边坡开挖技术方面提供一些技术上的参考。
参考文献：
[1]王朋辉 韩晓燕 孙建新 水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析 科技资讯2012-02-03期刊
[2]喻军华 岩质高边坡开挖与支护过程分析浙江大学2003-01-01博士
[3]张萍 胡冉 张勤 大岗山水电站右岸边坡开挖支护的有限元模拟水电能源科学2009-04-25期刊
一、煤炭院校水文与水资源工程专业工程地质学课程教学存在的问题
（一）课程内容多，授课学时少
根据国家高等教育对人才培养的要求，近些年来，多数院校在培养方案的制定上存在着向公共课倾斜的现象，这使得专业课学时被不断压缩。主要表现在课程学时少，尤其是实践教学环节。过去动辄几十学时乃至上百学时的课程，现在多为32～48学时。在多数煤炭院校中，水文与水资源工程专业开设有基础地质学、矿物岩石学、构造地质学等课程，具有一定的地学背景。即便如此，工程地质学课程仍涉及工程岩土学、工程动力地质作用、岩土工程勘察等方面的内容，这使得该课程教学内容繁杂，教师上课难度增大。在此情况下，如不进行课程教学改革，教师就无法很好地完成相关内容的讲授；同时学生对专业领域知识的学习也将停留在较浅的感性认知阶段，不能理解机理性的问题，更不能深刻地认识该课程在国民经济建设中的作用，这势必对学生未来就业产生不利的影响。
（二）教学方法单调
工程地质学课程基本概念和基本原理较多，同时该课程又具有很强的实践性，因此，单一的多媒体或板书授课模式很难调动学生的积极性。加之个别教师实践经验不足，存在照本宣科的现象；而个别教师授课又完全脱离指定教材，这些都容易使学生产生厌学心理。此外，课程中涉及的一些教学内容，诸如崩塌、滑坡等灾害的形成机理及演化过程等比较抽象，单纯在PPT中以图片形式展示，不能很好地呈现，学生缺少感性的认识，这在一定程度上挫伤了学生学习的积极性和主动性。
（三）实践环节薄弱
近些年来，随着高校的不断扩张，教学资源的投入问题已经成为高校普遍面临的问题。具体到实践教学环节，主要体现两个方面：一方面野外实践场地或基地功能缺失，满足不了野外实践教学的需求；另一方面学生人数与设备台套数不成比例，同时也存在部分试验仪器无场地安放的尴尬局面，导致部分试验无法开出，学生动手能力得不到培养。此外，还存在实验教学方式和时间不灵活等问题。目前多数院校的室内实验都是教师准备好试验后，学生在制定的条件下按照实验指导书进行，学生真正思考的较少，部分学生既不动脑也不动手，而是依靠同组其他同学来完成实验，这不利于学生实践能力的培养，容易导致学生实践能力不足或丧失。
（四）考核方式单一
考核成绩比例分配不合理，多数院校该课程考核成绩都是由期末考试成绩（约占70%～80%）和平时成绩（占20%～30%）组成，而平时成绩又多以上课出勤率、课外作业以及实践环节表现等形式存在，其中上课出勤率占主导地位。这样难免会存在一些学生到课不听课，考前突击且考分很高的现象。此外，考核的内容也不够全面，多侧重于理论知识，往往忽视学生动手能力的考核，最终导致校内所学知识与实际工作脱节，不利于综合人才的培养。
二、课程教学改革探索
针对当前教学过程中存在的问题，结合近年来的教学和实践经验，提出从教学内容、教学手段和教学环节等几方面对课程教学进行改革。
（一）合理优化教学内容，改专业通识教学为行业特色教学
在教学内容的选择上，要突出院校的特色优势。针对煤炭院校水文与水资源工程专业具有地学背景这一特点，工程地质学课程教学可主要讲解三部分的内容，即岩土体工程地质性质研究、工程动力地质作用研究以及工程地质勘察等。岩土体工程地质性质研究是该课程的基础，该部分主要讲授土的物质组成、物理力学性质以及岩土体的工程地质特性；工程动力地质作用研究是该课程的核心内容，讲授学时应占总学时的一半以上。该部分主要讲授活断层和地震、斜坡、岩溶、泥石流及地下硐室的工程地质研究；工程地质勘察部分主要讲授工程地质测绘、勘探、试验以及长期观测等几种工程地质勘察方法。课程教学要确保在有限的学时内突出重点，同时也要注意前后所学课程内容上的衔接，避免重复。
（二）丰富教学方法和手段，改单一的满堂灌为交互式教学
工程地质学具有较强的实践性，其教学目标是要培养学生对于工程地质现象的认识、判断能力和工程地质问题的分析、处理能力，这需要在传统教学模式的基础上，紧扣学科的发展前沿和热点问题，丰富教学方法和手段，灵活组织课堂教学。
传统课堂教学方式使学生获取的知识较多地局限在抽象的经验上，而现代化的教学手段不仅可以使学生获取抽象的理论知识，还可以提供丰富的观察经验，在一定程度上将理论与实践相结合，因此要充分利用现代化的教学手段。如在讲授滑坡、泥石流等内容时可采用flash动画或影像资料展示灾害的形成过程、危害以及其防治措施；在讲授地震的工程地质研究内容时可结合典型的地震（512汶川大地震），讲解地震发生的机理及预警预防措施；在讲解地下硐室位置的工程地质论证时，可借助物理模型来分析地形、地质构造、岩性特征等对硐室位置的影响等等。这些方法和手段的引入不仅可增强教学的直观性、主动性，同时也可节省一定的时间，扩大课堂教学的信息量，提高教学效果。
鉴于该课程内容多，课时少，可采取学生自学、教师课堂讲解和课外辅导答疑相结合的教学方法，以锻炼学生的自学能力。还可就工程地质学领域的热点问题，设置课堂辩论。通过教师布置论题学生收集资料学生课堂辩论教师讲解剖析的教学过程，改过去教学单行道（教师到学生）为双行道（教师到学生，学生到教师），引导学生分析问题和解决问题。例如，针对近期发生的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，可设置地质灾害的主要诱因？人类活动or自然条件的论题，让学生通过查阅与崩塌、滑坡、泥石流等灾害相关的资料，展开讨论与辩论，从而达到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相关知识的目的。此外，还可增加一些工程实例课，让学生尝试用所学知识去解决实际问题。例如利用最新发生的地震、滑坡及泥石流等地质灾害的工程实例，探讨这些灾害的发生机理及防治措施，从而锻炼学生发现问题和分析问题的能力。
（三）加强实践环节教学，改被动式接受为主动式探索
在实施实践教学活动时，要强调以学生为主体，培养学生的动手能力，充分发挥实验教师的引导作用。在进行实验之前，指导教师可提出实验要求及注意事项，并给出参考意见，让学生自行设计实验方案，将原来的验证性实验改为设计性实验。尽量创造条件让学生开拓思维，发挥想象力和创造力，激发学生学习的主动性和积极性，提高洞察力，培养严肃认真和实事求是的工作作风，提高学生的综合素质。
野外实践应有效地将理论与实际相结合。因此，在进行野外实践教学时地点应尽可能选择工程地质现象丰富的地方。对河南理工大学而言，可在市区北部的缝山针公园进行为期半天的实践教学活动。结合园区内原有采石场开挖形成的人工边坡讲解边坡的应力分布状态及变化特征，边坡变形破坏类型及稳定性的影响因素，同时还可结合该园区的生态恢复治理工程讲解边坡变形破坏的防治原则和措施。此外，可结合水文与水资源工程专业学生未来就业意愿和方向，在毕业设计（论文）环节安排一些与工程地质有关的实践内容，例如岩土工程勘察设计或岩土工程分析与评价、边坡稳定性分析与评价以及煤矸石堆积体稳定性分析等。在毕业设计（论文）过程中要充分发挥学生的主观能动性，让学生多动手、多动脑，多方位培养学生获取知识的能力和创新能力。
（四）完善考核内容与方式，改重视理论考核为突出实践性考核
