践行科学发展观指导地质工程勘察设计

李 仲 春

科学发展观是 “全面发展、协调发展和可持续发展”世界观与方法论的综合。它已被党中央确定为推进我国经济建设、政治建设、文化建设和社会建设等一切社会主义事业必须长期坚持的根本指导方针。

显而易见,无论从事任何一项工作,在理念上都要牢固树立 “科学发展观”,而在实践上 “要照辩证法办事”(邓小平语)。前者是科学思想,后者是科学方法论;两者相辅相成,和谐而行。

不言而喻,成功的地质工程勘察设计实践,需要科学思想与其方法论给予强有力支持;而对科学思想与其方法论的执着,正是地质工程勘察设计实践成功的灵魂所在。工程经验,正是如此。

水利水电地质工程勘察设计活动中,如何践行科学发展观,又如何照辩证法办事,笔者就其工作思路问题,简要谈谈几点意见和大家讨论。

1 坚持事物的辩证统一观点

水利水电地质工程勘察设计实践中,人们经常要研究和解决地质与工程等众多辩证统一问题(辩证统一:即符合辩证法的统一(属高层次),本文特指符合地质工程勘察设计实践的统一(属低层次),两者兼备)。兹略述几点如下。

地质勘察与坝工设计需协调而行。勘察设计的根本目标,就在于追求坝工系统与其诸多组成要素,包括地质、坝工和环境(自然与社会)等。既做到“统筹兼顾”,又做到 “综合平衡”(江泽民等语)。这就是说,既要最佳地满足坝工设计对地质信息的整体需求,又要客观地顾及地质勘察科技水平现状,以及地勘队伍的整体技术经济实力。既要坝工系统整体功能与质量最佳,又要其诸多组成要素功能与质量整体协调一致。既要坝工整体技术上可靠,又要坝工整体经济上合理等。他们既相互依存,又相互转化,即辩证的统一。

执行《勘察规范》与发展《勘察规范》需并举不悖。必须认真执行《水利水电工程地质勘察规范》以指导具体地质工程勘察工作,这是无疑的。然而《勘察规范》只是一般地反映当前水利水电地质工程勘察科技水平,以及众多地质环境与其实践经验的共性规律,它只能大致包括一切地质工程环境的个性规律,而个性规律却不能完全地包括在《勘察规范》的共性规律之中。但决定具体地质工程环境特殊本质属性的恰恰是其个性规律,而主要的不是共性规律。这也是无疑的。

可见,对任何复杂地质工程环境,人们即使认真执行《勘察规范》,有时也很难完全查明其个性规律。由于个性规律不大清楚,所谓科学地质工程决断就缺乏物质基础了;因此,需坚持从地质工程实际出发,超越《勘察规范》作创造思维,才是查明具体地质工程环境个性规律的必由之路和关键所在。这就是说,既要认真执行《勘察规范》,同时又要坚持发展《勘察规范》,两者是辨证的统一。

坝基利用岩一般标准与具体标准需同时兼备。当坝基岩体质量欠佳,既可以开挖清除,也可以少挖或不挖,而采取其它工程举措予以改善和提高。当综合考虑岩体质量、设计前提和工程经验等诸多要素的整体效应时,既可能减少开挖,也可能增加开挖;因此,同一质量岩体对不同大坝地基,既可以有相同的,也可以有不同的开挖深度和利用岩标准;而同一大坝地基对不同质量岩体,同样既可以有不同的,也可以有相同的开挖深度和利用岩标准。至于《规范》和专家们曾提出的坝基利用岩一般标准是客观存在的;但它只能作为人们决断坝基利用岩具体标准的指导原则,而不是通用的确定性标准。这就是说,既要有 “一般标准”作为基本取向,同时又必须结合地质工程实际,就 “具体标准”随机做出决断,以防止机械搬用,两者也是辩证的统一。

地质工程决断可靠性与风险性需和谐共存。水利水电地质工程勘察设计研究对象是环境复杂、信息又不完全确知的灰色地质系统;加之,技术要求也因工程规模和结构特性等不同而千变万化。显而易见,影响地质工程决断可靠性的要素众多,且许多要素具有不确定性特征;因而地质工程决断作为人们调查研究和思维劳动的结果,就必然或多或少存在一定的风险。可见,就复杂地质工程环境而言,既不存在完全脱离风险的纯可靠性,也不存在完全脱离可靠性的纯风险性;即两者同时并存,只是各自的概率值不同罢了。工程实践又说明,适度风险是允许存在的,在整体上有利无弊。这就是说,对不同规模和等级的地质工程设施,既要有足够的可靠度,如0.999～0.990,同时又允许有适度的风险度,如0.001～0.010,两者是相反相成,即辩证的统一。

工程经验与创造思维需相辅相成。它们是宝贵财富,并影响到地质工程勘察设计实践的各个方面,而且至今人们对地质工程环境的认识,依然是有些地质问题可以说得清楚,并可用数学模型给予量的表达;而有些地质问题虽可以说得清楚,但无法以数学模型给予量的表达;还有些地质问题说不清楚,只可意会,无法言传;更有些地质问题既说不清楚,也无法理解等。所有这些问题在地质工程决断过程中,都要做出相应的分析和评价。正确的地质工程决断,恰恰在于对那些说不清楚的地质问题做出合理的价值判断,这正是专家们工程经验与创造思维的显著贡献和强有力支持的重要表现所在。这就是说,既要强调对工程经验的积极运用,同时又要结合地质工程实际做创造思维,以防止机械照搬,两者也是辩证的统一。

2 坚持事物的普遍联系观点

一切事物都处在相互影响、相互依存和普遍联系之中,即整体论或系统论观点。任何地质工程勘察设计问题,同样也都属于不同层次的,由诸多要素组成的一个系统或整体,因此需采用系统分析方法,做整体的综合评价与决断。

所谓系统分析方法,就是从整体目标出发,始终将其组成要素放在整体中,而不是脱离整体作孤立研究,并着重从系统内部各要素之间、系统整体与其组成要素之间以及系统自身与外部环境之间的相互联系和相互作用的总和中,做全面的综合评价与决断的一种科学思维方法。简而言之,即整体出发,零(要素)在其中,优化组合,辩证统一。

例如:现代地下工程设计理论,就将围岩、喷锚、衬砌与灌浆等诸多组成要素,作为不可分割的相互制约的有机整体。视围岩既是作用在衬砌上的荷载物体,又是支护自己的结构工程组成部分,并将各要素放在地下工程整体中,做综合研究和设计论证工作,进而达到优化组合,辩证统一,即系统论观点。

“系统整体效应大于其组成部分之和”则是系统方法论最重要的原理,因此,人们在研究和解决系统问题时,仅仅重视各组成要素自身可靠度与质量是不够的,而应当将重点放在如何通过对具有适度可靠性与质量的诸多要素的优化组合,以达到整体可靠度与质量最佳,而并不追求每个要素自身可靠度与质量都达到最优等级。

例如:既要地质工程勘察整体功能与质量最佳,又要其诸多组成要素,包括测绘、钻探、山地、物探和测试等功能与质量适度;既要坝基岩体整体质量与工程效应最佳,又要其诸多组成不同质量岩体与工程效应适度;既要坝基工程整体稳定可靠性最佳,又要其诸多组成要素,包括地质模型、荷载组合、岩体力学参数值等可靠性适度等。它们都表现为前者并不等于后者的简单叠加,即整体效应大于其组成部分之和,也就是辨证的统一。

3 坚持事物的发展变化观点

改革开放以来,“与时俱进,开拓创新”理念的提出,恰恰体现人类社会和自然界总是不断向前发展的,总得不断总结经验,有所创造,有所前进。

例如:某水利枢纽工程,设计坝型为钢筋混凝土面板堆石坝,最大坝高163 m,坝区为寒武系浅变质砂、板岩类,存在两大地质工程问题。

(1)坝区地震地质环境十分复杂,基岩峰值加速度取0.45g较妥,大体相当于100年使用期,超越概率0.03,重现期4000～5000年标准,即大于传统坝工抗震设计规范规定的最大值0.40g。

(2)坝址两岸岩体整体质量十分复杂,即软硬相间,倾角较陡,断裂发育,充填软碎,厚薄不等,结构复杂,透水性强,波速偏低,Ⅳ、Ⅴ类岩体为主,属不均匀各向异性非连续地质体,整体承载能力欠缺,而且现状处在地下水位以上呈 “干燥”状态。

当水库蓄水运行后,两岸岩体将承受着渗流场效应、强地震动效应、自身结构效应和时间效应等,其体现在岩体质量与稳定上的变化究竟如何?

可以断定,在上述四大地质工程效应等综合作用下,两岸岩体将产生较大的变形量和变形差。它对坝肩接合部位与趾板稳定性,两岸防渗帷幕稳定性(尤其在Ⅴ类岩通过),洞室围岩稳定性与其变形荷载,以及高边坡与其护坡结构工程稳定性等,有何危害和破坏作用?岩体力学参数设计值如何测试与决断,地质工程改造措施可靠性如何落实等重大地质工程问题,尚有待做进一步勘察研究和设计论证工作,而且难度颇大。

显而易见,在这样地震地质与工程地质双重十分复杂的自然环境区建造高坝大库,工程实践经验很少。如果仍完全遵循 “老套套”进行勘察设计工作是不行的,需站在事物发展变化的高度上,与时俱进,创造思维。这就是说,既要认真践行 “老套套”的可行规则,同时又要坚持创新 “老套套”的欠缺之处,两者也是辨证的统一。

4 坚持实践、认识的随机变通观点

水利水电工程,无论是勘察、设计、施工或运行阶段,随着工程的进展,总会不断地、或多或少地出现一些新情况和新问题,因此,随机地跟踪做出调整和决策是必然的选择。

例如:地质勘察计划,随着其进展过程出现的新问题,应及时做出调整;工程方案与结构设计,随着其进展过程对地质环境认识的深化,要跟踪做出调整;坝基开挖和防渗帷幕施工,随着其进展过程出现的地质新情况,应及时做出调整;工程运行,随着其进展过程出现的异常地质信息,要跟踪采取相应工程举措等;因此,“变”是正常的。要求一成 “不变”,机械地 “照章”办事,一般说是不现实的,而且往往在整体上也是有害的。其实,“变”与 “不变”应力求做到辩证的统一;即该变的就变,要变得合理;不该变的就不变,不要随意胡乱变。

所谓 “变通”,即 “依据不同情况,做出非原则性变动”。或者说, “从心所欲不逾矩”(孔子语);既要 “从心所欲”又要 “不逾矩”,两者也是辩证的统一。“矩”,本文特指科学发展观,国家政策、法规以及工程建设目标等。

5 坚持实践、认识的不断深化论观点

任何一项地质工程勘察设计,其运作的全过程应包括实践、认识、决断、实施、反馈,再实践、再认识、再决断、再实施、再反馈,如此循环往复,认识逐步提高,此即实践、认识的不断深化论或圆圈论观点。

例如:笔者曾建议的坝基工程稳定性决断系统模型就体现了实践、认识的不断深化论观点(如图1)。

图1 坝基工程稳定性决断系统模型

以上就地质工程勘察设计实践方法,从哲理角度总结概括出五点工作思路,并将其理解为勘察设计活动 “要照辩证法办事”的主要内涵。它们是不可分割的,又相互渗透,你中有我,我中有你的有机整体,而且是人们十分熟习的,并在勘察设计实践中经常要研究和运作的事,其实质都应属于事物的辩证统一问题。

如果大家都能自觉地站在科学发展观高度上,坚持从五点工作思路入手,既做好 “统筹兼顾”,又做好 “综合平衡”,或者更集中地说 “照辩证法办事”,也就是遵循勘察设计的客观规律办事,就能够或容易将地质工程勘察设计工作,做得既好又快,并取得成功,这是无疑的。此即践行科学发展观的重要表现所在。

[1] 中共中央文献研究室.毛泽东邓小平 江泽民论科学发展[M].北京:中央文献出版社,党建读物出版社,2009.

[2] 中共中央文献研究室.科学发展观重要论述摘编[M].北京:中央文献出版社,党建读物出版社,2009.

[3] 李瑞环.辩证法随谈[M].北京:中国人民大学出版社,2007.

[4] 李仲春.水利水电工程地质勘察实践理念[A].水利水电工程地质论文集[C].郑州:黄河水利出版社,2004.3-8.