摘要：复杂地质下的地质勘察难度很大，大型工程还可仰仗高投入和大批专家服务来保证勘察质量，而中小型工程由于投入少、工期紧，往往勘察深度不够，不仅给工程施工带来地质问题，还饱受争议，勘察理论与经验的结合有助于解决此类困境，因此本文对其必要性与可操作性进行了分析。
关键词：复杂地质；勘察理论；经验；结合
1 复杂地质条件下勘察理论与经验结合的必要性
1.1 复杂地质条件下地质勘察面对的难题
地质勘察要经常面临复杂的地质条件，在这种情况下要准确评价地质状况并不容易，对于中小型工程来说尤其如此。大型工程投资大、周期长，勘察工作通常做得比较深入，又有大批专家做后盾，所以对工程地质情况摸得比较透，相应地质勘察风险控制的比较好。而中小型工程由于投入小、工期紧，勘察深度就显得不足，因而地质勘察风险更高，工程施工中常因为地质问题造成施工困难，甚至发生地质灾害，导致地质勘察结果饱受争议，因而勘察界流传着“三分勘察七分经验”[1]之说，意思是说勘察工作中少部分依靠勘察分析，大部分有赖经验，当然经验既包括勘察人员的个人经验，也包括业界众多成功案例综合而成的“专家共识”之类的经验，而勘察分析的基础正是已高度概括和提炼的勘察理论。在特定的地质条件下，勘察理论常能发挥很大的作用，而面对复杂的地质条件，勘察理论的局限性就很大，以至于不得不依靠经验，因此复杂地质条件下勘察理论与经验结合有其必要性。
1.2 复杂地质条件下勘察理论的不完备性
上世纪30年代起，工程地质学逐步发展为一门独立学科，在地质灾害发生机理与预防方面，最近30～40年间形成了“岩体结构控制论”、“系统工程地质学理论”、“浅表生时效演化理论”、“优势结构面理论”、“安全岛理论”、“大成综合理论”等，而在解决复杂性问题时更是应用了非线性科学方法。工程地质勘察学作为工程地质学的一个分支，目前仍停留在为工程建设提供充分的工程地质依据，并遵循一定的勘察程序和要求，采用必要的勘察方法和手段，以获得所需勘察工程地质内容的阶段。关于勘察的论述大多局限于对现有规范、规程进行解释的地步，换言之，就是把各种勘察手册、细则、规范看作理论研究的结晶。在具体勘察工作中，只能遵循诸如“点到线，线到面，面到空间”的程序和“先勘探，再地质分析”的归纳总结思路，为此各种勘察规范不得不对勘察工作布置及工作量做了很多详细的规定，尤其是把实物工作量作为评价勘察成果的重要指标[2]。随着工程实践的增多，相关规范也“与时俱进”地加以完善，例如地基稳定性计算、方案优化越来越依赖岩土力学理论，地质工程趋向于被岩土工程取代或融合，然而地质条件是典型的灰箱模型，随着勘察披露的地质信息越来越多，灰箱灰度变小，即便如此，与结构和材料完全透明的白箱相比仍有极大的差别。事实上，源于不同地区、不同目标的工程实践，所产生和应用的理论模型仍存在很大分别，对于工程建设的指导价值大小不一，并不具有普适性，实践中企图用一种理论或模式来概括是不现实的。这种情况下，通过工程地质经验指导勘察工作，并检验地质分析的合理性和可靠性，尤其在地质条件复杂多变地区，对地质信息把握的经验与相关地质理论的结合会发挥更大的作用。
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2 复杂地质条件下勘察理论与经验结合的可操作性
2.1 转变传统勘察思路是勘察理论与经验结合的先决条件
传统勘察“点到线…面到空间”以及“先勘探，再地质分析”的思路，源于历史上发挥过很大作用且影响深远的培根归纳主义方法论，该方法论认为科学研究应从无预设的观察开始，接着对观察资料进行分类整理，然后再归纳总结为一般原理，最后再对一般原理进行检验。现代自然哲学和科学哲学的研究认为，科学研究始于问题，解决问题的方法是先提出假说，并从假说演绎推理，再通过观察或实验验证推理，以评价假说是否合理，这种方法论也称为假说演绎法。工程地质勘查本质上也是一种科学探索活动，因灰箱的缘故，所有勘察活动都是探索未知的过程，勘察成果本身就是“假说”，所以“先提出假说，再进行验证”比起“先做勘察，后提假说”，不仅勘察目的更为明确，而且可以控制工作量，有利于解决中小型地质工程投入小、工期紧与勘察深度不足的矛盾。对这种做法的主要疑惑点是“假说”如何提出，其实假说就是一种模型——地质结构宏观模型，可通过类比法建立，类比就涉及经验问题。专家经验和他所在地区工程类型有着密切关系。例如同样是风化壳，水电专家及相关领域规范主要关注微风化岩层，因为这种岩层可用作天然坝基；而建筑行业的专家更关注残积土与风化土，因为这两种类型土常作为建筑物的地基；港工领域的专家更重视全风化土层，因为这种土层可用于港口码头的地基。可见经验对于建模的重要性，这也进一步说明勘察理论与经验结合的价值所在，不难理解传统勘察思路对经验的利用远不如假说演绎法，因其开始是无预设的。
2.2 勘察理论与经验结合的操作方法
地质结构宏观模型的建立是以地质结构控制论作为指引，其终极目标是建立系统工程的地质勘察。在可研阶段，通过类比的方法建立适度灰度地质模型的控制目标，即按工程地质问题的不同规模，并依据工程地质分区、工程类型、地质体的相应级别及结构进行评价。工程地质分区包括华北与东北平原与丘陵山区、华南丘陵山地及平原区、黄土高原及山西山地区、秦巴与西南中山高原区、西北高原盆地及山地区、青藏高原区等。工程类型分为边坡工程、地基工程、地下工程等。地质体为模型提供所需的基本架构，分为地块、山体、岩体、块体和岩块5级。上述地质分区、工程类型、地质体的选择，可依据地质工程所在地区、工程目标、专家经验和规范要求确定。在勘察准备阶段，地质工程师结合现有地质资料、现场查勘和已有的工程经验，获得勘察对象的总体认识，即建立假设的地质模型，提出重点勘察的工程问题、选用的技术方法和手段。有丰富经验的地质勘察人员完全可根据工程性质、特点及现场查勘情况，指出工程可能存在的地质问题，从而使勘察目标明确，有的放矢。在外业实施阶段，借助地表地质调查获得大量地质信息，初步验证假设的地质模型，并提出工程地质结构初步模型。地表地质调查一般是遥感判释、地质测绘这两类方法。初步模型可以成为勘探和安排试验的依据。经过勘探和试验的验证，工程地质结构初步模型进化为工程地质结构模型，此时勘察对象的基本结构清晰显现出来，达到了地质勘察的基本目标。根据工程地质结构模型，类比已有工程经验，可以对模型赋予岩土物理力学参数，从而对各种工程地质问题进行评价。对于复杂地质条件，模型的验证过程也是动态修正过程，以使模型更真实。在成果编制阶段，在对地质结构模型补充完善的基础上，提出工程地质模型，并对工程地质问题进行定量分析和评价，此时工程地质勘察最终目标才完全实现。
3 结语
传统地质勘察方法遵循先勘察、后建模型的思路，常因勘察深度不够而影响勘察质量，其根源是与现代科学的方法论相悖，相当于通过工程施工来验证模型，很难避免地质问题出现。因此，改变传统思路，将勘察理论与经验结合，并按照先建模型、后勘察验证的方法，才是解决问题的根本出路。
参考文献：
[1] 尚彦军，金维浚，何万通，等. 试论中小型地质工程“三分勘察七分经验”[J]. 地质论评，2016，62（6）：1487-1496.
[2] 李宁新. 工程地质勘察学若干理论问题探讨[J]. 人民珠江，2005（4）：70-73.
论文作者:欧阳刚斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
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