三峽工程地質(zhì)研究綜述陳德基摘要：三峽工程地質(zhì)勘察與研究長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)，歷經(jīng)了眾多歷史階段，吸引了無數(shù)中外地學(xué)工作者參加和關(guān)注。本人對(duì)三峽工程地質(zhì)勘察歷史作了簡(jiǎn)要回顧，全面扼要地簡(jiǎn)介了三峽工程建設(shè)中重要地質(zhì)問題研究思路、辦法和工作內(nèi)容，并從這一特大型工程地質(zhì)勘察與研究中，總結(jié)出了幾點(diǎn)基本經(jīng)驗(yàn)，供從事大型水利水電工程勘察同仁借鑒和思考。一、勘察工作歷史回顧長(zhǎng)江三峽地區(qū)，地處國(guó)內(nèi)中部，交通比較以便，且地層出露齊全，對(duì)它所進(jìn)行當(dāng)代地質(zhì)學(xué)研究最早可追溯到19世紀(jì)末葉，較系統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查則開始于上世紀(jì)代。上世紀(jì)40年代中期，原資源委員會(huì)全國(guó)水力發(fā)電工程總處和美國(guó)墾務(wù)局合伙，曾作過揚(yáng)子江三峽工程籌劃勘測(cè)設(shè)計(jì)。這是三峽工程最早專門性工程地質(zhì)勘察工作。新中華人民共和國(guó)成立后，三峽工程逐漸開始了全面綜合性地質(zhì)勘察研究，大體經(jīng)歷了如下幾種重要時(shí)段。1952～1955年，長(zhǎng)江水利委員會(huì)多次組織進(jìn)行了宜昌——奉節(jié)河段查勘。除40年代已概略研究過南津關(guān)——石牌河段外，又增選了黃陵背斜核部結(jié)晶巖河段作為三峽工程建設(shè)比選河段。1956～1960年，配合三峽工程規(guī)劃和初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)，開展了基本地質(zhì)研究和壩區(qū)、壩段比較勘察，先后在南津關(guān)石灰?guī)r壩區(qū)和美人沱結(jié)晶巖壩區(qū)選出了15個(gè)壩段進(jìn)行比較。1959年初設(shè)要點(diǎn)報(bào)告通過后，即開始集中力量在選定三斗坪壩址開展了初期初步設(shè)計(jì)階段地質(zhì)勘察研究。受國(guó)家委托，原地質(zhì)部承擔(dān)了這一時(shí)期重要地質(zhì)勘察與研究工作。1958～1961年，國(guó)家組織了全國(guó)規(guī)模三峽科研工作，先后有30各種生產(chǎn)、科研和教學(xué)部門，數(shù)百名地學(xué)工作者，環(huán)繞三峽工程建設(shè)關(guān)于地質(zhì)問題，開展了多學(xué)科專項(xiàng)研究。國(guó)內(nèi)許多知名地質(zhì)學(xué)家、地理地貌學(xué)家、地震學(xué)家、工程地質(zhì)及巖石力學(xué)專家，都直接指引和參加了這一階段研究工作。本階段是三峽工程地質(zhì)工作一種重要時(shí)期，獲得了大量基本資料和成果。1961～1979年期間又在河谷較窄河段上重新選取三峽工程壩址。重點(diǎn)勘察研究了結(jié)晶巖河段中河谷較窄太平溪壩址。這一時(shí)期，還重點(diǎn)加強(qiáng)了區(qū)域地震地質(zhì)條件和地震活動(dòng)性研究，庫(kù)區(qū)勘察工作重點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到了庫(kù)岸穩(wěn)定性研究上。1979年，經(jīng)國(guó)家審查批準(zhǔn)，選定了三斗坪壩址，從此，三峽工程地質(zhì)勘察進(jìn)入了一種新階段。從1979年至1985年，環(huán)繞三斗坪壩址設(shè)計(jì)優(yōu)化和方案比較，以及相應(yīng)工程地質(zhì)問題進(jìn)行工程地質(zhì)勘察、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)及專項(xiàng)研究工作；為適應(yīng)葛洲壩工程興建后天然建筑材料場(chǎng)地狀況變化，選取了一批新料源和料場(chǎng)進(jìn)行勘察研究；運(yùn)用航天和航空遙感圖像、區(qū)域重力、航磁測(cè)量、近年來測(cè)震和斷裂定點(diǎn)變形監(jiān)測(cè)成果，擴(kuò)大和深化了區(qū)域地殼穩(wěn)定性和地震活動(dòng)性研究；系統(tǒng)地對(duì)庫(kù)區(qū)干流段大型崩塌、滑坡進(jìn)行了調(diào)查、穩(wěn)定性分析及滑坡入江涌浪模型實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。1986年～1989，三峽工程重新論證期間，地質(zhì)地震專項(xiàng)專家組以區(qū)域地殼穩(wěn)定性、水庫(kù)誘發(fā)地震危險(xiǎn)性及庫(kù)岸穩(wěn)定性3個(gè)專項(xiàng)作為論證工作重點(diǎn)。長(zhǎng)江水利委員會(huì)與地礦部、中華人民共和國(guó)科學(xué)院及關(guān)于高等院校，環(huán)繞論證專項(xiàng)，再次開展了科研大協(xié)作。在此期間，國(guó)家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)籌劃中，也將三峽工程建設(shè)重大科學(xué)技術(shù)問題列入項(xiàng)目進(jìn)行研究。上述兩個(gè)方面平行進(jìn)行并互為補(bǔ)充研究，從廣度和深度上，都將三峽工程地質(zhì)地震問題研究水平大大推動(dòng)了一步。1991～1992年，長(zhǎng)江水利委員會(huì)依照論證重要成果，先后完畢了《長(zhǎng)江三峽水利樞紐可行性研究專項(xiàng)報(bào)告》和《長(zhǎng)江三峽水利樞紐初步設(shè)計(jì)報(bào)告(樞紐工程)》。1992年4月第七屆全國(guó)人民代表大會(huì)第五次全體會(huì)議審議通過了興建三峽工程決策。1994年12月14日，三峽工程正式動(dòng)工興建，地質(zhì)工作進(jìn)入了緊張而繁雜施工地質(zhì)工作階段。三峽工程開始后，為保證施工順利進(jìn)行，在前期勘測(cè)工作基本上，又有針對(duì)性地提出了10余項(xiàng)地質(zhì)專項(xiàng)和勘測(cè)技術(shù)辦法，列為施工專項(xiàng)進(jìn)行研究，如大江河床斷裂構(gòu)造，壩區(qū)河床演變與深槽成因，重要斷裂及大巖脈工程地質(zhì)特性與解決辦法，建基面巖體質(zhì)量迅速檢測(cè)，永久船閘高邊坡地質(zhì)概化模型及變形趨勢(shì)分析，高邊坡變形影響因素分析，高邊坡超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，三峽工程地質(zhì)信息系統(tǒng)等；同步針對(duì)左廠1～5機(jī)組壩段緩傾角構(gòu)造面和壩基深層抗滑穩(wěn)定，升船機(jī)上閘首抗滑穩(wěn)定問題，創(chuàng)造性地采用特殊勘探辦法加以研究并獲得了突破性進(jìn)展。同步在近施工期間，配合施工完畢了大量施工地質(zhì)工作，僅施工地質(zhì)簡(jiǎn)報(bào)一項(xiàng)，至底，共編制簡(jiǎn)報(bào)689期，發(fā)送給設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位，總字?jǐn)?shù)達(dá)250萬(wàn)字。上述專項(xiàng)研究，補(bǔ)充專項(xiàng)勘察及施工地質(zhì)工作，為保證施工順利進(jìn)行和工程運(yùn)營(yíng)安全起到了重要作用。1955年至1960年，前蘇聯(lián)政府曾派遣了大批專家，參加長(zhǎng)江流域規(guī)劃和三峽工程初期規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。70年代末國(guó)內(nèi)實(shí)行改革開放政策以來，三峽工程國(guó)際合伙迅速擴(kuò)大，先后有捷克、美國(guó)、瑞典、加拿大、意大利、日本、法國(guó)等國(guó)專家、學(xué)者，參加三峽工程關(guān)于地質(zhì)問題技術(shù)合伙、征詢與交流，對(duì)推動(dòng)三峽工程地質(zhì)地震問題研究，起到了重要作用。當(dāng)前三峽主體工程重要某些均已完建，并將于實(shí)現(xiàn)第一批機(jī)組建成發(fā)電，主體工程施工實(shí)踐表白，前期勘察所作出重要地質(zhì)結(jié)論對(duì)的，具備很高水平和預(yù)見性，得到眾多方面一致好評(píng)。二、重要地質(zhì)問題研究技術(shù)路線與辦法三峽工程地質(zhì)研究，重要環(huán)繞工程建設(shè)關(guān)系密切五個(gè)核心性地質(zhì)問題進(jìn)行。研究?jī)?nèi)容涉及：區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域地貌、第四紀(jì)地質(zhì)及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震及地震地質(zhì)、深部地球物理、水庫(kù)及壩址工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、巖(土)體物理力學(xué)特性、礦產(chǎn)地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、天然建筑材料等與工程建設(shè)關(guān)于各類地學(xué)問題。采用了地面地質(zhì)、遙感地質(zhì)、深部地球物理勘探、鉆探、硐井探、工程物探、專門性工程地質(zhì)水文地質(zhì)觀測(cè)、測(cè)試與實(shí)驗(yàn)、巖(土)體物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究、高精度形變測(cè)量、物理模仿、數(shù)值解析、先進(jìn)分析鑒定技術(shù)、專用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)等技術(shù)辦法。(一)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性和地震活動(dòng)性研究區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性和地震活動(dòng)性問題，除涉及地質(zhì)學(xué)眾多領(lǐng)域外，還與地貌學(xué)、地震學(xué)、地球物理學(xué)、大地測(cè)量學(xué)等學(xué)科密切有關(guān)。這一課題研究，既要以老式地質(zhì)學(xué)理論與辦法(如地層學(xué)、巖石學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)、地史學(xué)等)為基本，又必要藉助于最新地學(xué)理論和先進(jìn)技術(shù)(如遙感技術(shù)、當(dāng)代地球物理勘察技術(shù)、測(cè)年技術(shù)、測(cè)震技術(shù)、高精度形變測(cè)量技術(shù)等)，才干獲得結(jié)識(shí)上突破。三峽工程通過幾十年重復(fù)摸索，對(duì)這一問題研究獲得了兩條最基本經(jīng)驗(yàn)：一是盡量采用多學(xué)科綜合手段，從各種側(cè)面勾繪出一種地區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性和地震活動(dòng)性較清晰面貌；另一方面，凡是可以用數(shù)據(jù)闡明研究對(duì)象，一定設(shè)法獲得數(shù)據(jù)。三峽工程依托后者，涉及各殼層深度、厚度，莫霍面形態(tài)及埋深，重要斷裂切割深度,斷裂形變速率，斷裂最新活動(dòng)年齡，地形變測(cè)量成果，河流階地形成年代及高程，30余年測(cè)震成果等，多方面地提供了有說服力數(shù)據(jù)，并與宏觀地質(zhì)、地震研究所得出結(jié)論互相支持、互相印證，才得以作出可信結(jié)論。三峽工程區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性和地震活動(dòng)性研究重要內(nèi)容和辦法有：1.區(qū)域地層、巖性、地質(zhì)史和大地構(gòu)造環(huán)境研究充分運(yùn)用不同步期區(qū)測(cè)成果，補(bǔ)充進(jìn)行了必要中、小比例尺地質(zhì)測(cè)繪；與之相適應(yīng)，進(jìn)行了廣泛基本地質(zhì)研究，涉及地層學(xué)、地史學(xué)、礦物巖石學(xué)、巖相學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)等研究。2.深部地球物理場(chǎng)和地殼構(gòu)造研究涉及大面積航空重力、磁力測(cè)量資料分析，壩址及庫(kù)首段高精度航磁測(cè)量，地面重力測(cè)量，東西向(奉節(jié)——江陵)和南北向總長(zhǎng)3260余公里縱和非縱測(cè)線人工地震測(cè)深(其中縱測(cè)線1040km)等，以研究區(qū)內(nèi)地殼構(gòu)造(各殼層深度、厚度、物質(zhì)構(gòu)成、界面特性、持續(xù)性等)、莫霍面特性、重要斷裂切割深度、各地球物理異常帶性質(zhì)、大地構(gòu)造單元間接觸關(guān)系及重力場(chǎng)均衡狀況等。3.區(qū)域及壩區(qū)斷裂構(gòu)造，特別是環(huán)繞壩區(qū)外圍幾條重要斷裂展布、規(guī)模、性質(zhì)及活動(dòng)性研究對(duì)壩區(qū)及外圍幾條重要斷裂活動(dòng)性進(jìn)行專門性研究，涉及斷裂帶運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、巖石學(xué)、年代學(xué)以及地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)室研究，各種比例尺專門性地質(zhì)測(cè)繪，各種衛(wèi)星影像、黑白及彩紅外航空照相、側(cè)視雷達(dá)掃描等遙感圖像線性構(gòu)造解譯和實(shí)地核查，最新活動(dòng)年齡測(cè)定，汞氣體測(cè)定，微重力測(cè)量，垂直和水平位移定點(diǎn)測(cè)量，斷裂兩側(cè)地貌(含微地貌)調(diào)查，斷裂和微震活動(dòng)關(guān)系分析研究等。4.地貌及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì)研究涉及山區(qū)夷平面分級(jí)特性、形成年代及變形，西部鄂西山地與東部江漢平原過渡帶特性與接觸關(guān)系，中～新生代沉積盆地形成及演變歷史，河流階地形成年代和位相對(duì)比，河床縱剖面特性研究，第四系堆積物變形調(diào)查研究等。5.當(dāng)代地殼運(yùn)動(dòng)性質(zhì)研究近壩庫(kù)區(qū)總長(zhǎng)800km精密水準(zhǔn)環(huán)線測(cè)量，應(yīng)用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行大范疇地形變監(jiān)測(cè)等，以研究壩區(qū)及附近地區(qū)地形變特性、當(dāng)代地殼運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和強(qiáng)度。6.地震活動(dòng)特性與規(guī)律研究收集分析整頓庫(kù)壩區(qū)周邊10余個(gè)縣、市近歷史地震資料，結(jié)合1958年起在壩址及周邊70km范疇設(shè)立地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)所獲得大量資料和區(qū)域地震地質(zhì)條件，研究本區(qū)地震活動(dòng)本底特性和時(shí)間、空間、強(qiáng)度規(guī)律，進(jìn)行震型分析和震源物理模型研究。7.地震危險(xiǎn)性分析和地震動(dòng)參數(shù)研究對(duì)的圈定潛在震源，擬定各區(qū)相應(yīng)地震活動(dòng)性參數(shù)，進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析。計(jì)算不同超越概率條件下地震烈度、基巖水平峰值加速度、相應(yīng)反映譜及合成地震動(dòng)時(shí)程，作為建筑物抗震設(shè)計(jì)和模型實(shí)驗(yàn)根據(jù)。通過上述工作，關(guān)于三峽工程庫(kù)壩區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性、地震活動(dòng)性以及地震危險(xiǎn)性分析都得出了明確可信結(jié)論。(二)水庫(kù)誘發(fā)地震問題研究水庫(kù)誘發(fā)地震問題是一種世界范疇內(nèi)從理論到實(shí)踐都尚未能得到解決課題。三峽工程從70年代起，就將水庫(kù)誘發(fā)地震問題列為專項(xiàng)進(jìn)行研究。開始階段以震例分析和工程類比為主；進(jìn)而逐項(xiàng)分析水庫(kù)地震地質(zhì)條件，然后綜合進(jìn)行分析研究，在此基本上進(jìn)一步作出水庫(kù)誘發(fā)地震發(fā)震地段和強(qiáng)度預(yù)測(cè)及危害性評(píng)價(jià)。依照三峽工程水庫(kù)區(qū)各地段不同地質(zhì)條件，分析其也許產(chǎn)生何種類型誘發(fā)地震，也許發(fā)震地段，并采用各種辦法(條件類比、數(shù)值解析等)進(jìn)行最大也許震級(jí)分析預(yù)測(cè)及地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算。在水庫(kù)誘發(fā)地震也許最大震級(jí)分析上，考慮到三峽工程規(guī)模和重要性，對(duì)于構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震，采用外包辦法，將相應(yīng)潛在震源區(qū)天然地震震級(jí)上限(Mu)，作為該地段水庫(kù)誘發(fā)地震震級(jí)上限，評(píng)價(jià)其對(duì)工程建筑物也許危害，這無疑一種保守預(yù)計(jì)。由于采用了這樣一種辦法，國(guó)內(nèi)外研究水庫(kù)誘發(fā)地震專家學(xué)者，很少有人對(duì)三峽工程水庫(kù)誘發(fā)地震對(duì)工程建筑物影響評(píng)價(jià)提出異議。三峽工程水庫(kù)誘發(fā)地震問題研究?jī)?nèi)容和辦法有：(1)分析整頓了全世界百余座水庫(kù)誘發(fā)地震震例，和三峽工程誘震條件進(jìn)行分析對(duì)比。(2)全面研究了水庫(kù)區(qū)巖性、地質(zhì)構(gòu)造和滲入條件，著重研究了壩址和庫(kù)首區(qū)水文地質(zhì)條件和重要斷裂活動(dòng)性。(3)在壩址區(qū)和庫(kù)首茅坪鎮(zhèn)和秭歸縣城附近進(jìn)行了深孔(孔深分別為300m、800m和500m)地應(yīng)力、孔隙水壓力、滲入率、節(jié)理裂隙和地溫測(cè)量，得出了近壩地段地應(yīng)力狀態(tài)寶貴資料。(4)運(yùn)用小孔徑臺(tái)網(wǎng)對(duì)壩區(qū)，庫(kù)首結(jié)晶巖分布區(qū)，九灣溪、仙女山斷裂展布區(qū)等河段進(jìn)行地震強(qiáng)化觀測(cè)，確切掌握本區(qū)地震活動(dòng)本底狀況。(5)用數(shù)值和物理模仿辦法研究在庫(kù)水作用下，庫(kù)盆應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)變化，分析其對(duì)水庫(kù)誘發(fā)地震影響。(6)根據(jù)各庫(kù)段巖性、地質(zhì)構(gòu)造、滲入條件、地應(yīng)力狀態(tài)、地震活動(dòng)以及各種數(shù)值解析成果等，進(jìn)行水庫(kù)誘發(fā)地震也許性綜合評(píng)價(jià)做出也許發(fā)震地段、發(fā)震類型及震級(jí)預(yù)測(cè)。(7)針對(duì)水庫(kù)誘發(fā)地震特點(diǎn)，研究極近場(chǎng)地震動(dòng)參數(shù)，探討如果庫(kù)首段產(chǎn)生誘發(fā)地震時(shí)，壩址區(qū)也許基巖峰值加速度和影響烈度值。為全面加強(qiáng)和提高工程地震監(jiān)測(cè)和水庫(kù)誘發(fā)地震預(yù)報(bào)能力，受中華人民共和國(guó)三峽工程開發(fā)總公司委托，在中華人民共和國(guó)地震局主持下，于10月建成了“長(zhǎng)江三峽工程水庫(kù)誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)，地殼形變監(jiān)測(cè)網(wǎng)，地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)形網(wǎng)和地震監(jiān)測(cè)總站4大某些構(gòu)成。數(shù)字遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)達(dá)到了當(dāng)前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。該系統(tǒng)建成為三峽工程地震活動(dòng)性及水庫(kù)誘發(fā)地震研究，提供了重要條件。(三)庫(kù)岸穩(wěn)定性研究三峽工程庫(kù)岸穩(wěn)定性是水庫(kù)區(qū)最重要地質(zhì)問題，有如下幾種特點(diǎn)：①面大。調(diào)查研究范疇從干支流兩岸第一分水嶺起算，面積約4500km2；②線長(zhǎng)。干流回水長(zhǎng)度約650km，回水長(zhǎng)度在1km以上支流有173條，共計(jì)總長(zhǎng)約1840km。按兩岸岸坡計(jì)，則干支流庫(kù)岸岸坡共計(jì)總長(zhǎng)約5000km；③地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)。無論從庫(kù)岸岸坡構(gòu)造類型、巖性、構(gòu)造、地貌、水文氣象等自然條件，還是崩塌、滑坡類型、規(guī)模、形成條件和穩(wěn)定狀態(tài)，都復(fù)雜多變；④研究限度規(guī)定高。三峽工程庫(kù)岸穩(wěn)定性問題，涉及工程、長(zhǎng)江航運(yùn)、庫(kù)區(qū)城鄉(xiāng)和居民點(diǎn)安全，以及庫(kù)區(qū)移民選址對(duì)的與否等。因而規(guī)定勘察結(jié)論有足夠可靠性，能貼切地回答工程建設(shè)所關(guān)懷問題。庫(kù)岸穩(wěn)定性研究重要內(nèi)容和辦法有：(1)對(duì)干流及173條支流庫(kù)岸岸坡地質(zhì)條件、岸坡類型、構(gòu)造、穩(wěn)定限度進(jìn)行專門性調(diào)查。在此基本上進(jìn)行庫(kù)岸穩(wěn)定條件分類和分段評(píng)價(jià)，圈定出穩(wěn)定條件差庫(kù)段，做為重點(diǎn)研究對(duì)象。(2)對(duì)基巖岸坡，特別是順層高邊坡構(gòu)造類型、變形機(jī)制、破壞方式等進(jìn)行了專項(xiàng)研究，并作出穩(wěn)定性現(xiàn)狀評(píng)價(jià)和蓄水后變化預(yù)測(cè)。(3)充分運(yùn)用各種遙感圖象資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，重復(fù)核查崩塌滑坡體數(shù)量、位置和規(guī)模；對(duì)干流庫(kù)段進(jìn)行崩塌滑坡體史實(shí)調(diào)查考證。(4)對(duì)大型崩塌、滑坡體逐個(gè)進(jìn)行專門性工程地質(zhì)勘察，結(jié)合蓄水后條件也許變化進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算。(5)與大壩安全、長(zhǎng)江航運(yùn)及重要城鄉(xiāng)關(guān)系密切大型崩、滑體，對(duì)其失穩(wěn)后入江物質(zhì)也許導(dǎo)致水下堆積體規(guī)模、引起涌浪、沿程衰減特性和也許導(dǎo)致危害進(jìn)行計(jì)算和模型實(shí)驗(yàn)。(6)自70年代中后期起，對(duì)干流及重要支流幾處規(guī)模大、變形正在發(fā)展、且位置重要、失穩(wěn)后也許影響城鄉(xiāng)居民及航運(yùn)安全崩、滑體，建立了監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。(7)結(jié)合水庫(kù)移民安頓和城鄉(xiāng)新址勘察，擴(kuò)大和深化了庫(kù)岸穩(wěn)定性研究；對(duì)移民城鄉(xiāng)安全也許導(dǎo)致危害滑坡，在初期蓄水邁進(jìn)行了必要整治；對(duì)由松散堆積體構(gòu)成城鄉(xiāng)岸坡進(jìn)行了坍岸勘察設(shè)計(jì)和防護(hù)解決，以保證城鄉(xiāng)沿江庫(kù)岸不因坍岸而危及居民和公用設(shè)施安全。(四)水庫(kù)移民城鄉(xiāng)遷建新址地質(zhì)勘察三峽工程是有史以來水庫(kù)沉沒搬遷人口規(guī)模最大工程。沉沒或某些沉沒縣(市)所在都市13座，建制鎮(zhèn)140個(gè)，涉及移民人數(shù)達(dá)84萬(wàn)余人。水庫(kù)移民重要方式是就地后靠安頓，為安頓移民新建城鄉(xiāng)大多位于河谷兩側(cè)位置較高斜坡地帶，也是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地帶。為保證移民新址場(chǎng)地地質(zhì)環(huán)境安全，做好移民新址地質(zhì)勘察是三峽工程建設(shè)所獨(dú)有重大地質(zhì)勘察任務(wù)之一。為此長(zhǎng)江水利委員會(huì)投入了大量人力和物力，完畢了世界上其他任何工程都不也許進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)勘察。這一工作也是在沒有規(guī)程規(guī)范、沒有先例可循條件下進(jìn)行，因而也具備許多可借鑒開創(chuàng)性。水庫(kù)移民遷建城鄉(xiāng)新址地質(zhì)勘察中心任務(wù)是保證所選新址有一種安全地質(zhì)環(huán)境，在天然條件下和水庫(kù)運(yùn)營(yíng)后，都不會(huì)發(fā)生危及城鄉(xiāng)安全重大地質(zhì)災(zāi)害；另一方面為是遷建城鄉(xiāng)總體規(guī)劃提供地質(zhì)資料，以保證所選新址有足夠土地容量、環(huán)境容量滿足新建城鄉(xiāng)多方面功能需要。水庫(kù)移民城鄉(xiāng)遷建新址地質(zhì)勘察大體分為三個(gè)階段：1.規(guī)劃選址階段：這一階段移民選址是綜合性工作，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素常占有主導(dǎo)地位。工程地質(zhì)工作重要任務(wù)是要從宏觀地質(zhì)環(huán)境把握所規(guī)劃場(chǎng)址沒有重大地質(zhì)問題，適于興建相應(yīng)規(guī)模城鄉(xiāng)。重要工作辦法是充分運(yùn)用已有水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)勘察成果，區(qū)測(cè)成果，航空、航天遙感資料，結(jié)合地質(zhì)踏勘和路線地質(zhì)調(diào)查，掌握規(guī)劃場(chǎng)址及周邊一定范疇內(nèi)用作興建城鄉(xiāng)宏觀地質(zhì)條件適應(yīng)性，涉及場(chǎng)地及周邊巖土體整體穩(wěn)定性，場(chǎng)地及周邊地形完整性，各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生也許性及其危害性，對(duì)外交通及大型公用設(shè)施總體布局合理性，供水地質(zhì)條件等。在已有資料缺少地段，本階段也可安排進(jìn)行1∶10000～1∶25000比例尺地質(zhì)測(cè)繪，普通不進(jìn)行專門性勘探工作。2.初勘階段：這是在規(guī)劃選定場(chǎng)址上初期全面勘察工作，其任務(wù)是系統(tǒng)地對(duì)規(guī)劃場(chǎng)地進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，進(jìn)一步論證所選場(chǎng)址地質(zhì)環(huán)境安全性，勘察研究范疇?wèi)?yīng)涉及所有也許產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害從而危及場(chǎng)地安全鄰近地區(qū)和問題，勘察工作精度應(yīng)能滿足城鄉(xiāng)規(guī)劃需要。勘測(cè)成果最后以場(chǎng)址穩(wěn)定性分區(qū)服務(wù)于新址規(guī)劃。規(guī)劃場(chǎng)地分為穩(wěn)定區(qū)、基本穩(wěn)定區(qū)、潛在不穩(wěn)定區(qū)、不穩(wěn)定區(qū)和特殊地質(zhì)問題區(qū)；同步結(jié)合場(chǎng)地功能，編制可供新城鄉(xiāng)總體規(guī)劃用建筑適當(dāng)限度分區(qū)圖。將整個(gè)場(chǎng)地綜合劃分為：最佳建筑場(chǎng)地區(qū)(Ⅰ區(qū))、良好建筑場(chǎng)地區(qū)(Ⅱ區(qū))、普通地區(qū)(Ⅲ區(qū))和不適當(dāng)建筑地區(qū)(Ⅳ區(qū))。這一階段成圖比例尺普通為1∶10000，有關(guān)地質(zhì)剖面為1∶?？辈斐晒坏ＷC所選場(chǎng)址整體穩(wěn)定性，并且要為場(chǎng)地合理規(guī)劃提供基本資料。3.詳勘階段：這一階段勘察工作重要任務(wù)是對(duì)規(guī)劃場(chǎng)址區(qū)此后也許浮現(xiàn)環(huán)境地質(zhì)問題作出盡量明確結(jié)論或預(yù)測(cè)；在1∶10000建筑適當(dāng)限度分區(qū)基本上，精確圈出各區(qū)實(shí)際可用范疇，做為都市進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃根據(jù)；依照城鄉(xiāng)總體規(guī)劃中各片區(qū)場(chǎng)地功能特點(diǎn)，分區(qū)(片)論證其地質(zhì)條件。需要指出移民遷建新址規(guī)劃地質(zhì)勘察不能代替各個(gè)單體建筑物和公用設(shè)施工程地質(zhì)勘察，后者應(yīng)在城鄉(xiāng)新址建設(shè)過程中，針對(duì)單個(gè)建筑物勘察設(shè)計(jì)進(jìn)行。(五)壩址重要工程地質(zhì)，水文地質(zhì)題研究三斗坪壩址位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)基底一前震旦紀(jì)結(jié)晶巖體上，重要巖石為閃云斜長(zhǎng)花崗巖。壩址處河谷開闊，兩岸谷坡平緩，地形地質(zhì)條件均甚優(yōu)越，完全可以適應(yīng)興建高混凝土重力壩規(guī)定。但對(duì)三峽工程而言：①有些建筑物，如永久船閘深開挖邊坡，升船機(jī)特殊構(gòu)造及其對(duì)地基規(guī)定，二期圍堰深厚覆蓋層基本防滲，壩后式廠房深開挖基本等，都對(duì)地質(zhì)勘察提出了特殊規(guī)定。②盡管壩區(qū)總體地質(zhì)條件較好，但這一古老結(jié)晶巖體，存在許多局部地質(zhì)缺陷需要查清和認(rèn)真對(duì)待。③三峽工程規(guī)模巨大，大壩及廠房建基面面積達(dá)40萬(wàn)m2，永久船閘開挖形成4個(gè)人工高邊坡，總長(zhǎng)8000m(不含上下游引航道)。因而，巖體力學(xué)參數(shù)、邊坡開挖坡角和建基巖面高程微小變化都會(huì)給工程量和造價(jià)帶來很大影響。④三峽工程建筑物類型多，大建筑物類型多達(dá)10余種。鑒于以上特點(diǎn)，壩址區(qū)及建筑物地質(zhì)與巖石力學(xué)問題勘察研究，在全面掌握基本地質(zhì)條件基本上，重點(diǎn)問題、重點(diǎn)地段和建筑物重點(diǎn)部位，必要集中力量進(jìn)行進(jìn)一步研究和超常規(guī)地質(zhì)勘察。重要研究專項(xiàng)有：1.風(fēng)化殼工程地質(zhì)特性研究涉及風(fēng)化殼物質(zhì)構(gòu)成，物理化學(xué)特性，形成、保存條件和控制因素，風(fēng)化巖體物理力學(xué)特性測(cè)試和實(shí)驗(yàn)等。在此基本上，探討弱風(fēng)化帶下部巖體用作壩基也許性，擬定建基巖面，對(duì)深風(fēng)化槽，沿?cái)鄬恿严都觿★L(fēng)化等特殊風(fēng)化現(xiàn)象形成規(guī)律、分布位置、性狀及其對(duì)工程也許影響進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。充分運(yùn)用施工開挖所提供條件，進(jìn)一步觀測(cè)和研究各風(fēng)化帶過渡特性，接觸關(guān)系和變異狀況。2.斷裂構(gòu)造研究研究斷裂構(gòu)導(dǎo)致生聯(lián)系、力學(xué)屬性及其空間展布規(guī)律。進(jìn)一步研究斷裂形成物理場(chǎng)背景(溫度、壓力、材料破壞及變形特點(diǎn)等)，構(gòu)造巖類型及其性質(zhì)和后期蝕變特性，深化對(duì)不同步期、不同方向斷裂展布規(guī)律及其工程特性結(jié)識(shí)。工程施工后，充分運(yùn)用100余萬(wàn)m2面積基本開挖面，運(yùn)用摩擦流變學(xué)理論重新研究和結(jié)識(shí)壩址斷裂構(gòu)造形成條件，生成序次及其組合形式。3.緩角構(gòu)造面工程地質(zhì)研究通過地表調(diào)查，大量勘探資料記錄分析，鉆孔彩色電視觀測(cè)及定向取芯鉆探和大口徑鉆探，研究緩傾角構(gòu)造面成因、分布規(guī)律、性狀及其力學(xué)特性。在壩基范疇內(nèi)進(jìn)行緩傾角構(gòu)造面發(fā)育限度分區(qū)，記錄分析得出壩基緩傾角構(gòu)造面優(yōu)勢(shì)方向及其連通率。對(duì)緩傾角構(gòu)造面發(fā)育且不利于建筑物穩(wěn)定局部地段，如左廠1#—5#機(jī)壩段，升船機(jī)上閘首壩段，精確擬定長(zhǎng)大緩傾角構(gòu)造面位置、產(chǎn)狀、延伸范疇及性狀，在此基本上，提出擬定性概化地質(zhì)模型，進(jìn)行壩基深層抗滑穩(wěn)定性分析計(jì)算。4.巖體卸荷帶特性研究通過對(duì)平硐、豎井、鉆孔調(diào)查記錄，鉆孔聲波及電阻率曲線、單位吸水量變化，緩傾角構(gòu)造面風(fēng)化水蝕跡象等資料綜合分析，得出不同地貌單元卸荷帶特性、深度及卸荷作用對(duì)壩基巖體工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，特別是對(duì)主河槽強(qiáng)透水帶形成影響。5.壩基巖(土)體水文地質(zhì)特性研究在大量滲入實(shí)驗(yàn)及全面分析壩基巖體滲入特性基本上，圈劃出較嚴(yán)重透水地段，研究其成因及其與建筑物關(guān)系。進(jìn)行裂隙巖體透水性不均一性、各向異性及疏干效應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和物理—數(shù)學(xué)模型研究，求取裂隙巖體各向異性滲入?yún)?shù)。結(jié)合地下水長(zhǎng)期觀測(cè)，理解基巖裂隙水動(dòng)力特性、動(dòng)態(tài)變化特性及其影響因素。6.大壩建基巖體構(gòu)造及質(zhì)量研究運(yùn)用大量勘探資料及實(shí)驗(yàn)成果，進(jìn)行壩基巖體構(gòu)造類型劃分。采用多因子綜合分析辦法，對(duì)大壩建基巖體進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)、分區(qū)和評(píng)價(jià)，并以此作為壩基巖體質(zhì)量驗(yàn)收根據(jù)。7.深挖巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性研究在自然邊坡和人工開挖邊坡調(diào)查基本上，擬定全強(qiáng)風(fēng)化巖體開挖邊坡坡角；依照巖體構(gòu)造、巖體及構(gòu)造面強(qiáng)度、斷層及裂隙展布及組合、地下水動(dòng)力特性、巖體初始應(yīng)力等因素，對(duì)微風(fēng)化、新鮮巖體開挖邊坡分別進(jìn)行整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定研究；通過地質(zhì)力學(xué)模型，極限平衡，二維、三維有限元分析等各種辦法綜合研究，提出開挖坡角、開挖型式及邊坡加固、排水辦法建議；研究并不斷完善高邊坡超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)和辦法。運(yùn)用永久船閘邊坡開挖有利條件，在詳細(xì)地質(zhì)編錄和構(gòu)造面調(diào)查記錄基本上，進(jìn)行高邊坡工程地質(zhì)分區(qū)，建立地質(zhì)概化模型，進(jìn)行高邊坡變形因素分析及變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)，系統(tǒng)進(jìn)行高邊坡變形監(jiān)測(cè)。8.巖(土)體力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)研究在初期實(shí)驗(yàn)成果基本上，又系統(tǒng)地補(bǔ)充了大量室內(nèi)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、著重研究了影響混凝土與基巖結(jié)合面抗剪強(qiáng)度重要因素，不同風(fēng)化帶和構(gòu)造類型巖體強(qiáng)度、變形特性和不同構(gòu)造面抗剪強(qiáng)度。(六)天然建筑材料勘察三峽工程所需天然建筑材料，種類多、數(shù)量大。三峽工程從開始勘察設(shè)計(jì)到正式?jīng)Q策興建，歷時(shí)40余年，其間社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件巨大變化，最直接、最明顯影響之一就是天然建筑材料場(chǎng)地條件變化。因而，三峽工程在天然建筑材料選取和設(shè)計(jì)方案之間，形成了一種錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系，給天然建筑材料勘察帶來了復(fù)雜局面和眾多規(guī)定。其中最重要研究?jī)?nèi)容有：(1)混凝土骨料類型勘察。三峽工程混凝土所需粗細(xì)骨料達(dá)4171.3萬(wàn)m3，因而經(jīng)濟(jì)合理地選取混凝土骨料料源、料種和料場(chǎng)，不但直接影響工程造價(jià)，還涉及到施工總體布置，對(duì)外交通方案選取等，具備巨大經(jīng)濟(jì)效益。先后勘察研究過長(zhǎng)江干支流河床、漫灘天然砂礫石料，花崗巖風(fēng)化砂，壩基花崗巖開挖料，壩址周邊6個(gè)碳酸鹽巖及結(jié)晶巖人工骨料場(chǎng)等。通過重復(fù)比較研究，最后擬定一期工程選用黃柏河南村坪天然砂礫石料，二、三期工程則選用下岸溪花崗巖人工骨料。(2)混凝土骨料質(zhì)量和加工工藝論證研究。涉及風(fēng)化砂淘洗、加工、篩選以減少黑云母和去掉風(fēng)化長(zhǎng)石途徑研究；天然骨料、人工骨料堿活性反映研究；不同類型骨料單獨(dú)或混合使用及不同配比條件下混凝土技術(shù)指標(biāo)和性能研究；結(jié)晶巖人工骨料加工破碎辦法及設(shè)備研究等?；炷寥斯す橇腺|(zhì)量研究中，堿活性反映研究占了最重要位置，采用了當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)通用各種辦法進(jìn)行比較研究，涉及巖相法、化學(xué)法、砂漿長(zhǎng)度法、迅速測(cè)定法、混凝土棱柱體法等。(3)土料勘察研究。三峽工程土料重要用于各期土石圍堰及茅坪溪防護(hù)大壩防滲。初期勘察峽內(nèi)外土料場(chǎng)，隨著歲月流逝，均已成為重要工農(nóng)業(yè)基地或移作它用，無法滿足任何一項(xiàng)建筑物防滲工程需要。最后實(shí)行成果，一、二、三期土石圍堰以及隔流堤，均采用高噴墻或混凝土防滲墻方案，茅坪溪防護(hù)大壩則采用瀝青混凝土心墻方案。(4)圍堰填筑料勘察、實(shí)驗(yàn)與研究。圍填筑料重要運(yùn)用壩址建筑物開挖風(fēng)化砂礫土。風(fēng)化砂礫土用作圍堰填筑料核心因素是水下拋填后質(zhì)量能否滿足堰體強(qiáng)度規(guī)定。為此，進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究工作，涉及天然狀態(tài)下礦物、化學(xué)成分分析，風(fēng)化砂礫土現(xiàn)場(chǎng)顆粒級(jí)配、含泥量、天然容重、天然含水量測(cè)定，在剪、壓、震、沖、浸泡等條件下級(jí)配穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，以及天然和水下拋填后各種力學(xué)性能、滲入性能實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比分析等。三、幾點(diǎn)體會(huì)組織實(shí)行三峽工程這一巨型水利水電工程地質(zhì)勘察研究，有如下幾點(diǎn)重要體會(huì)：(1)注意多學(xué)科和邊沿學(xué)科協(xié)調(diào)、搭接和配合。三峽工程地質(zhì)地震問題研究，僅地質(zhì)學(xué)就直接涉及10余門學(xué)科，此外尚有地理學(xué)、地貌學(xué)、地震學(xué)、地球物理學(xué)、巖土力學(xué)、測(cè)量學(xué)、土木工程、水利工程、建筑材料、環(huán)境科學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域。將這些學(xué)科中為三峽工程地質(zhì)地震問題研究服務(wù)關(guān)于專業(yè)有機(jī)地組織協(xié)調(diào)起來，環(huán)繞特定課題從事專項(xiàng)研究，是一項(xiàng)至關(guān)重要工作。這就需要理解每一學(xué)科和專業(yè)在回答關(guān)于問題中可以起到作用和能解決問題限度，以便合理地加以應(yīng)用，并獲得有效成果。做好這一工作另一種重要條件是充分發(fā)揮關(guān)于高學(xué)院校和科研單位優(yōu)勢(shì)。對(duì)待這一問題，生產(chǎn)單位和技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)持積極開明態(tài)度。三峽工程先后有兩次規(guī)模宏大全國(guó)性科研協(xié)作攻關(guān)，工程開工后，也有選取地與關(guān)于高等院校和科研單位密切合伙進(jìn)行專項(xiàng)研究，在某些重大問題上，都獲得了較好研究成果，充分體現(xiàn)出了科研和生產(chǎn)相結(jié)合強(qiáng)大生命力。(2)充分、適時(shí)地應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。實(shí)踐證明，為了進(jìn)一步研究和對(duì)的回答三峽工程關(guān)于重大地質(zhì)問題，充分、適時(shí)地應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)是一項(xiàng)核心辦法，在這方面三峽工程有許多好經(jīng)