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工程地質矛盾

發布時間: 2021-02-03 07:10:08

A. 求一篇有關工程地質的論文

工程地質學是世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。

關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇

工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考文獻:
1 王思敬,工程地質學的任務與未來,《工程地質學報》1999年第3期
2 崔政權,《系統工程地質學導論》水利電力出版社,1992.5
3 孫廣忠,論地質工程的基礎理論,《工程地質學報》1996.第4期
4 黃鼎成等,《走向21世紀的中國地球科學》河南科技出版社,1995年10月
5 張明定等,《水文地質與工程地質的系統思維》西北工業大學出版社,1993年12月
6 陳祖安,工程地質學,《中國電力網路全書水力發電卷》中國電力出版社,1995年5月
7 韋港,水利水電工程地質實例剖析,《工程地質-面向21世紀》中國地質大學出版社,1997年11月
8 陳祖安等,水利水電工程地質計算機應用概述及設想規劃,《水利水電工程地質》1995年第1期
9 韋港、冀建疆,關於堤防工程地質勘察規程中若干問題的探討,《水利水電技術》1999年第10期
10 瑞德尼克[蘇],《量子力學史》科學出版社,1979年9月轉貼於 中國論文下載中心 http://www.studa.net[首頁]

B. 一種矛盾的現象

生產實踐中往往會發現有這樣一種現象:隨著開采深度自上而下地延深,礦坑涌水量也會逐漸增大(在一些老礦山更為多見)。但有時候也會出現特殊情況,開始疏干時,礦坑涌水量隨著開采深度的增加而逐漸增加,到某個深度後,礦坑涌水量便達到最大值。此後,隨著開采深度的增加,礦坑涌水量則不再繼續增加,保持一個常數相對不變,甚至略有減少(表1-2)。此後,隨著開采深度的繼續增加,礦坑涌水量便保持這個數值相對不變,有時甚至還會逐漸減少。

表1-2 各疏干水平坑道涌水量表

對於礦坑涌水量與開采深度之間的這種變化關系,傳統水位地質學通常給出這樣一種特定解釋:礦坑涌水量有兩部分組成,一部分為動儲量(Qd),一部分為靜儲量(Qg)。動儲量隨著地下水位下降值的增大而逐步增大,隨著疏干時間的推移,當降深增大到一定程度後,疏干水量便可達到相對穩定,這時動儲量便達到了最大值(Qd),只要邊界條件不發生變化,水量數值則為常數,通常稱之為穩定礦坑涌水量(Qd)。

靜儲量(Qg)則與動儲量相反,開始時水量最大,隨著開采時間的推移或降深的增大,其數值逐漸變小,直至最後靜儲量消耗已盡為零。

礦坑排水量(Q)是動儲量(Qd)和靜儲量(Qg)之和,即Q=Qd+Qg。因此,從圖1-4礦坑涌水量變化曲線圖中不難看出,在開始一段時間,礦坑實際排水量隨著開采深度的增加而逐漸增大,當到達某一位置t0時,水量達到最大值Q0;此後這種關系便發生了倒轉,隨著開采深度的繼續增加,水量開始逐漸減少或維持一個常數相對不變。

圖1-4 動儲量與靜儲量關系變化圖

傳統水文地質學的這種定性解釋,具有一定的合理性,在一定條件下是正確的。然而,生產實踐中的另外一些情況,這種解釋就顯得蒼白無力,不能令人信服。比如,有的礦山在生產活動中,或曾發生過這樣一種現象:由於某種原因,需要將巷道工程施工在地下水位以下一個較大的深度(當然是在保證安全的前提下),按照傳統水文地質學理論,在此深度以下含水層將會噴射出具有與這個深度相當的高壓水流和涌水量。然而,事實上有時正好相反,巷道中的實際涌水量並不像傳統理論預計的那樣大,水量很小,水流噴射出的壓力也不大,比理論預計的凈水壓力小很多。如:在召口礦床-170m水平的13號采區疏干放水時,理論預計水頭有1.4 MPa,水流噴出的壓力本應很大,但實際水流卻沒有壓力,水量也很小。這種現象用傳統水文地質理論來解釋,顯然不能令人信服,顯得蒼白無力。

比如,金嶺鐵礦侯庄礦床,在水文地質報告中提供的各水平預計礦坑涌水量如表1-3。

表1-3 預計礦坑涌水量表

這一預測結果表明,礦床頂板灰岩含水層將會隨著開采深度的增加,礦坑涌水量也會相應增加,含水層的疏干深度越小,礦坑涌水量也應越小,含水層的疏干深度越深,礦坑涌水量也就越大。因此,按照傳統水文地質理論,礦山開采應該自上而下,一個階段一個階段地逐層向下疏干開采,疏干一個階段,開采一個階段,直至地下水位降到最後一個開采水平,將礦體開采完畢。

實際上,在初步設計中就是根據這種認識,根據礦體賦存狀態確定,首先疏干-100m水平,再疏干-160m水平,超前疏干水平-220m水平。預計坑道涌水量也自上而下逐漸增加,從-100m水平的28000m3/d逐步增加到-220m的38000m3/d。

但是,礦山建設和生產部門在實際生產中,並沒有按這種傳統思想進行設計和開采,而是分析了各種因素後認為,礦床內能夠產生雙層水位流。因此,採取了深層局部疏乾的方法,將第一個疏干水平設計在-160m水平,放棄了-100m水平,一開始就在-160m水平的上盤灰岩含水層中連續掘進了約450m巷道,結果發現,礦坑涌水量並不大,每天僅有690m3,沒有出現像預計那樣多的幾萬噸涌水量。此後,繼續擴大疏干范圍,增加疏干長度和深度,礦坑涌水量仍無大的增加,到2000年每天僅有1240m3的坑道涌水量。很顯然,像侯庄礦床出現的這種現象,用傳統的水文地質學觀點來解釋,是不能令人滿意和信服的,出現了矛盾。

這一情況表明,侯庄礦床可以不必採取自上而下逐層疏乾的辦法,一開始就可以在深部(-160m)採取深層局部疏干。這樣做的好處很多,一是省掉了若干個水平的巷道和疏干工程;二是坑道涌水量大幅度減小,既保護了上層地下水資源,也節約了大量排水電費,降低了企業成本;三是可以避免因大量疏乾地下水而可能發生的地表塌陷等若干工程地質問題,可以避免許多麻煩;四是上部灰岩地下水水位下降幅度很小,保護了地下水資源,並也因此避免了與地方和農業爭水等大量社會矛盾。

上述侯庄礦床的實例,是否屬特殊情況呢?回答是否定的。表1-4是金嶺鐵礦4個開采礦床的部分實際資料。這些資料說明:像侯庄這種礦床,如果按照傳統水文地質學理論,採取自上而下逐層疏乾的方法——全面疏干法,那麼,當地下水位疏干到-160m時,礦坑涌水量將能達到35000m3/d;預計礦坑涌水量雖然很大,但由於建設中並未採取自上而下逐層疏乾的全面疏干法,而是先從深部-160m水平採取了深層局部疏乾的方法,結果大不一樣,礦坑涌水量大幅度減少,采礦成本大幅度減少。然而,作為礦體頂板的灰岩含水層,卻在一個小的局部范圍內實現了局部疏干,同樣實現了安全采礦。

表1-4 礦井預測與實際排水量比較表

這就是說,這種以奧陶系灰岩為頂板的夕卡岩型磁鐵礦床,如果不採取傳統的自上而下逐層消耗靜儲量的全面疏干法,而直接從深層採取深層局部疏干方法,也可以獲得與全面疏干同樣的采礦條件和效果。實踐證明,這種深層局部疏干方法是一種可行的既好又省的好方法,在礦山疏干降壓諸多方法中,深層局部疏干法堪稱當代最佳治水方法之一。

很顯然,在礦床深部採取深層局部疏干方法與傳統的自上而下的全面疏干方法相比,可以取得同樣的效果,這在理論上與傳統的水文地質觀念產生了矛盾。這個矛盾告訴我們:舊的理論已經解釋不了這種新的水文地質現象,那麼,就應該有另外一種新的理論來解釋,這就是雙層水位流理論。

C. 一、什麼是工程地質條件,包括哪些方面

工程地質抄學是地質學的一門分支學襲科,是工程科學與地質科學相互滲透、交叉形成的邊緣學科,從事人類工程活動與地質環境相互作用關系的研究,是服務於工程建設的應用科學。
工程地質問題:工程地質條件與工程建築物之間存在的矛盾或問題。研究內容如:工業與民用建築物的主要工程地質問題是地基承載力和地基變形問題;地下洞室的主要工程地質問題是圍岩穩定性問題;人工邊坡的主要工程地質問題是邊坡穩定性問題;岩溶區水庫的主要工程地質問題是水庫滲漏問題。主要通過查明工程建設區域的工程地質條件(包括岩土類型及其工程性質、地質構造、地形地貌、水文地質條件、工程動力地質條件、天然建築材料等),為工程建設的設計提供堅實的基礎地質資料。學生畢業後可在國土資源、水利水電、建築、能源、交通、煤炭、海洋、國防、科研院所、高等院校等部門從事勘察、設計、施工、管理、科研、教學等工作。

D. 如何解決超前地質預報與施工進度間的矛盾

超前地質預報常用的物探方法有很多,分類不盡相同。根據《客運專線鐵路隧道工程施工技術指南》(TZ214-2005),將幾種物探方法及其適用范圍介紹如下:其中地震波法超前預報是當前應用的主流。

E. 對工程地質學的建議

工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。

關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇

工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考

F. 整裝勘查面臨的矛盾分析

許令兵

(河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊)

新中國成立60年來,地質勘查隊伍在保障國民經濟建設、提供資源保障方面作出了卓越貢獻。隨著經濟的快速發展,礦產資源的需求進一步加大,資源儲量的可供能力下降,資源瓶頸凸顯,迫切需要取得重大找礦新突破;當前隨著找礦難度加大,有重大影響的找礦成果缺少;地勘單位的機制體制在某種程度上制約著單位的發展,影響了地質找礦的實現。為此,國土資源部統一組織的國土和地勘系統開展地質找礦改革發展大討論,及2009年5月,河南省國土資源廳組織召開了「推進整裝勘查,加強深部找礦,實現地質找礦重大突破」專題研討會,意在回顧歷史,正視現實,面向未來,通過進一步解放思想,實現地地質找礦新突破,發揮地質隊伍為國家經濟建設提供礦產資源和技術服務的功能。

一、整裝勘查的必要性

地勘單位推進企業化進程20多年了,地勘單位的機制體制發生了一些的變化。1999年國務院發布了《關於地勘隊伍管理體制改革》的文件,明確了地勘單位實行屬地化管理,並明確指出地勘單位屬地化之後的目標是企業化。2006年,國務院出台《關於加強地質工作的決定》,明確了地質工作市場化運作的方向。所以地勘單位企業化是不可逆轉的發展方向,地勘單位最終是要在市場經濟體制下生存和發展,並且要作為市場的主體,參與到市場經濟中來。因此,地勘單位的改革是勢在必行,要充分利用這個寶貴的過渡期,積極主動地進行改革,適時調整地質找礦布局和思路,實現地質找礦新突破。

當前,受國際金融危機的影響,我國地質找礦工作正處於非常重要的關鍵節點,同時地質找礦缺乏大成果、地勘單位改革發展的任務十分艱巨、科技創新能力不足等問題也進一步顯現,並造成礦業市場萎縮、礦產品價格波動、企業效益下滑。金融危機在帶來巨大壓力的同時,也為我們提供了難得的發展機遇,一些小的礦業主紛紛退出礦業市場,這給礦產資源(或礦業權)重新整合提供了機會,為整裝勘查提供了良好的舞台。因此,我們要堅定信心迎接挑戰,在應對危機中促進科學發展上水平。全國危機礦山深部找礦取得了可喜成果,河南省地勘局的整裝勘查試點值得我們借鑒。

二、整裝勘查面臨的主要矛盾

(一)礦權設置的問題

何為「整裝勘查」,目前沒有一個統一的概念。筆者認為,就是按重要成礦區帶,依據成礦規律,合理劃分勘查(開發)區域,杜絕勘查階段「化整為零」或開發階段「大礦小開」,從而實現找礦的新突破。目前,河南省內重要成礦區帶,基本被瓜分殆盡,礦權分散,各屬其主。一方面探礦權分配並沒有向大型企業(或地勘單位)集中,給整裝勘查帶來了極大的不便;另一方面,采礦權歸礦山企業所有,在其采礦標高以下,設置探礦權,雖其空間位置並不重疊,法律也沒有明文禁止,但操作起來很困難。

(二)利益分配的矛盾

目前,整裝勘查勢在必行,但對現有的礦權如何整合?如何兼顧地勘單位的各方利益?

首先,以局為單位統一對所屬隊(院)的礦權按成礦區帶,依據成礦規律,合理組合進行整裝勘查,這一模式可能是當前較為有效的途徑之一,但必須處理好各隊(院)間的利益關系,否則會影響各單位的積極性。

其次,技術力量的有效組合,是整裝勘查必要途徑,原則上講,無論是「整裝勘查」還是「深部找礦」,與以往的地質找礦應有較大不同。它是基於對區域成礦規律認識的基礎上,是一個系統工程,不是簡單的「工程施工+取樣化驗」,必須發揮眾多專家的聰明智慧。對全局來說,勢必要進行技術人員的組織調整,形成專家團。技術人員都是各單位的財富,技術力量調整必然會影響到各單位今後隊伍的發展。

再者,地質找礦成果是專業技術人員的腦力勞動和體力勞動的結果,技術人員勞動成果應與其收入緊密相連,成果與收入必須成比例,這樣才能提高廣大技術人員的積極性,才能找到礦、找大礦、找富礦,才能實現找礦新突破。

(三)長遠與眼前的利益矛盾

礦權是地勘單位的財產,從某種意義講,礦權多與少代表著單位的經濟狀況和實力,地質找礦成果的優與劣,是衡量地勘單位的發展實力。申請政府資金或吸收社會資金聯合勘查,從而進行礦業開發的聯合,是地勘單位做強做大的必經之路,也是地勘單位企業化的要求,但由於各單位的經濟實力不一,在礦權「聯合」或「轉讓」的選擇上,側重有所不同,「聯合」是長遠,「轉讓」是眼前,二者不能偏廢。

三、幾點建議

(一)加強對「整裝勘查、深部找礦」工作的領導

「整裝勘查、深部找礦」涉及面廣,面臨諸多問題,如投融資機制、礦權的處置、成果收益分配及地質重大問題的研究等。因此,建議局成立統一領導小組,組織協調項目的申報、施工及技術指導。

(二)對全局礦權進行分類管理,分類指導運作

通過新登記、整合、購買等不同方式,使礦業權形成規模。我局於2007年制定了《河南省有色金屬地質礦產局礦業權管理辦法》,筆者認為,此辦法是在當時的背景下側重於礦權的維護和轉讓,主要目的是規范各單位礦權轉讓行為,使其過程更加規范。但現今礦權管理范圍應更加寬泛,不僅要管礦權轉讓,更重要的是管找礦,使其找到礦、找大礦、找富礦。建議應對礦權依其成礦條件,在局的統一協調下,在下屬單位自願、自由組合的前提下,對全局范圍內礦權進行分類組合,力爭在重要成礦區帶形成勘查基地,實現找礦新突破。

(三)科學規劃,有序推進

建議在全局范圍內,集中優秀專家,對河南省重要的成礦區帶加以研究,結合我局的技術優勢,選擇有利區域,有序部署地質找礦工作,提高找礦效率,盡快實現地質找礦新突破。

(四)保障措施

(1)建立多渠道投入機制。一方面積申請政府專項資金,如省兩權價款等;另外按照自願的原則,可由礦山企業、地質勘查單位、礦業權人共同出資。按礦業權的評估價值及實際投資額計算投資比例,按比例分享成果。

(2)加強項目的管理。「領導小組」從項目的立項申報、設計編制、野外施工至成果提交,實行全過程監管。

(3)完善激勵機制。在提高技術裝備水平的同時,應努力改善野外地質工作條件和人員待遇,分配向野外一線傾斜,獎金與成果掛鉤,使廣大技術人員能夠靜心、安心地去找礦,要用機制激勵人、用待遇留住人。

G. 中央公益性地質調查隊伍建設中的矛盾分析

一、隊伍的剛性發展與任務彈性之間的矛盾

隊伍的剛性發展與任務彈性之間的矛盾是困擾隊伍發展的大問題。隊伍的剛性發展是由我國事業單位的特點所決定的。事業單位除了退休自然減員和自己調出外,沒有因為任務不足使員工退出的機制,而且在穩定的工資收入、醫療保障、離退休保障等方面具有明顯的優惠政策,這就導致事業單位人員增長容易、減少困難。我國計劃經濟時期形成的龐大地質隊伍,進行了長期的改革探索,在精幹隊伍方面,始終沒有找到很有效的途徑,在實行地勘隊伍屬地化管理,並向企業化經營改革方面,仍然面臨很多困難和問題。隊伍運行成本依然很高。

任務彈性表現為任務結構的變化和調整,對於具體單位來說,任務的彈性更加明顯。一是地質工作任務受市場需求的調節,會存在彈性變化;二是盡管在地質工作投入總量上彈性變化的周期比較長,但在需求結構上變化比較明顯,周期較短。上述兩種規律綜合作用表現為任務的彈性化。這種任務彈性化在市場經濟條件下尤為突出。就具體人員而言,地質專業知識和經驗的積累需要一個較長期的過程,在適應地質任務需求結構變化上存在很大挑戰。由此可見,隊伍的剛性發展與任務彈性之間的矛盾,導致人員不足與人員過剩並存的矛盾始終存在。隊伍的剛性發展與任務彈性之間的矛盾將長期存在,這也是造成隊伍包袱沉重的內在原因之一。以隊伍的低成本策略、組織結構彈性化、規模精幹化、構建學習型組織等應對任務的彈性化是中央公益性地質調查隊伍組織結構調整和運行機制設計應當考慮的可選策略之一。

二、事業費低滿足、低增長與不斷增長的高需要的人員福利和收入的矛盾

由於社會整體福利和收入水平的不斷提高,尤其是同行業福利和收入水平的比較,導致了中央公益性地質調查隊伍對收入和福利有不斷增長的需要。當前,中央公益性地質調查隊伍基本支出預算不能滿足實際支出的需要,由於離退休人員費用也不足,還要擠占部分在職人員的基本支出,這樣中央公益性地質調查隊伍基本支出預算(尤其是人員支出預算)滿足實際支出不足1/3,大部分的基本支出要靠承攬項目進行補充。為了追求一定的收入和福利水平,在積極承攬中央財政預算項目的同時,還要主動開展社會創收,彌補財政預算資金的不足。

目前,中央公益性事業單位的資金收入主要由三部分構成:一是財政資金預算。預算管理對人員支出有比較具體、嚴格的控制,並且非業務人員不能在項目中列支人員費用,這樣管理人員和後勤服務人員就無法從項目取得人員經費預算不足的補充。為了維持單位運轉和整體平衡,人員費用缺口部分不得不變相在項目中列支。二是事業收入。即通過協作方式,以事業法人的資格承擔財政資金預算以外各種經費來源的收入。通過事業收入,充分利用單位的資源,彌補事業費的不足。三是多種經營等其他收入。當前,多種經營收入占的比重非常小。

由於中央公益性地質調查隊伍基本支出嚴重不足,導致事業單位具有一定經營性質,但又缺少積累和自我發展機制。多種來源的收入是一種風險平抑機制。可以預見,中央公益性地質調查隊伍的基本支出預算將會提高,但事業費的低滿足、低增長與不斷增長的高需要的人員福利和收入的矛盾將會長期存在。以項目為依託,建精建強中央公益性地質調查隊伍,加強能力建設,增強競爭優勢,適度開展社會化服務創收,在完成中央公益性地質工作的同時,爭取多渠道收入,既符合地質工作為經濟社會發展服務的要求,又符合市場經濟條件下優化資源配置的需要。

三、任務目標與隊伍目標的不一致

中央公益性地質調查隊伍中的具體單位,發展目標有兩個,一是履行好單位職責,二是保證隊伍的穩定和發展。地調局機關也有兩個目標,一是組織完成好地質調查工作任務,二是帶好中央公益性地質調查隊伍。理論上講,這兩個目標是一致的,沒有前一個目標,隊伍就沒有存在的必要。但由於歷史的原因,當前現實情況下兩個目標之間存在不一致。一是由於單位的基本支出預算嚴重不足,不足部分不得不從項目費用中彌補,預算上制定了彌補人員經費不足的控制標准。由於事業費的低滿足、低增長與不斷增長的高需要的人員福利和收入的矛盾,導致中央公益性地質調查隊伍為了提高人員福利和收入,有積極承攬財政項目,並且通過社會服務創收的動力,這在一定程度上與提高工作質量、履行好單位職責存在矛盾。二是由於離退休人員費用的不足,為了保持隊伍的穩定,又不得不用已經不足的在職人員基本支出預算首先滿足離退休人員費用缺口。三是由於經常性工作經費的不足,也影響了業務工作的正常開展。四是由於管理人員和後勤人員預算不足,又沒有正常彌補渠道,必然變相地從項目經費彌補。上述原因綜合的結果導致隊伍包袱沉重。

解決這個矛盾的辦法是需要兩個目標一致。即隊伍在完成任務目標時,應該能夠或者基本能夠實現隊伍目標(收入、福利和發展目標),任務目標和隊伍目標應呈高度正相關關系。從長期看,最終需要事業單位改革的到位。能夠讓中央公益性地質調查隊伍一心一意搞事業。離退休人員作為政府保障工作的一部分,與事業單位的運行分開。隊伍在完成事業任務後,收入和福利水平應達到很高保障。局機關應扮演好管理者和領導兩個角色,作為管理者,應當對中央公益性地質調查隊伍規范管理、嚴格控制,保證隊伍在國家法規、政策框架內,履行職責,高效完成工作任務;作為領導,局機關本身也是中央公益性地質調查隊伍的重要組成部分,要帶領和指導隊伍完成目標任務,同時,要研究隊伍存在的困難和問題,爭取科學合理的政策環境,保證隊伍的健康發展。具體政策體系設計的科學合理是至關重要的,所有政策綜合作用的結果應能夠向理想目標引導和調控。否則,盡管單項政策本身是合理的,但沒有政策體系的合力,單項推進也許產生的負面影響很大,往往難以實現預期效果。

四、預算規范化的快速推進與預算執行能力大大滯後的矛盾

隨著我國財政體制改革的不斷深化,預算管理快速向規范化推進。從預算的編制、預算總量控制、預算結構控制、預算與工作量的嚴格對應,到預算資金的績效考評、結余資金的處理和預算執行的剛性約束等相繼提出規范性要求。當前,中央公益性地質調查隊伍預算執行能力方面大大滯後預算規范化的快速推進,導致預算編制與預算執行存在較大不一致,資金短缺與結余並存。主要原因有兩個方面:一是有些制度與實際情況之間存在偏差。例如:預算編制和執行時間是以日歷時間的一年為一個周期,而預算的批復一般是在年中或年底,往往需要跨年度實施預算。而地質工作本身有自己的工作周期,又和預算批復時間存在不一致,因此預算執行存在時間上的滯後特點;地質調查工作分為兩類:一類是具有較多工程手段的地質調查工作(甲類),另一類是地質科研和綜合類(乙類),後者以科研探索性為主,預算中不確定因素較多,在制定預算編制具體細則時,應根據兩種不同類型的工作,分別制定預算方法和標准,尤其要研究制定適合科研探索性工作柔性特點的新的預算方法和標准。二是中央公益性地質調查隊伍預算管理適應能力需要快速提高。隨著財政體制改革的不斷深化,中央公益性地質調查隊伍面臨的環境已經發生了大的改變,由於傳統思維慣性和工作慣性,對預算管理的重要性尚未引起足夠重視,這是預算編制和執行不理想的重要原因之一;財務管理的硬體條件也需要改善。由於每個單位存在大量項目,如果不能給決策者、執行者和管理者提供及時、快捷的預算執行信息,嚴格執行預算幾乎是空談。由此可見,解決好預算規范化的快速推進與預算執行能力大大滯後的矛盾,要注意兩個方面:一是相關政策要進一步完善,更加符合客觀實際;二是各單位要高度重視環境的改變,轉變觀念,積極探索適應新財政制度的管理方式,加速改善財務管理的軟硬體條件。

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