我國巖土工程在可持續(xù)發(fā)展中的新使命及其實現(xiàn)問題
北京市勘察設(shè)計研究院有限公司 沈小克,韓煊,周宏磊,孫保衛(wèi)本文基于對國際同行的發(fā)展軌跡和國內(nèi)外相關(guān)研究與實踐的綜合分析,對在我國社會可持續(xù)發(fā)展中建立、健全一個"可持續(xù)巖土工程"系統(tǒng)和重要使命提出分析和初步建議。引自《建筑中文網(wǎng)》
1 我國傳統(tǒng)“工程勘察行業(yè)”的發(fā)展軌跡
“巖土工程”( geotechnical engineering) 是上世紀70 年代以來首先在西方國家發(fā)展起來的土木工程的一個重要分支。我國原國家建委建工總局于1980 年以建工設(shè)字363 號文轉(zhuǎn)發(fā)《關(guān)于改革現(xiàn)行工程地質(zhì)勘察體制為巖土工程體制的建議》，開始推行巖土工程體制。30 余年來，傳統(tǒng)的工程勘察行業(yè)在取得明顯的業(yè)務(wù)發(fā)展和技術(shù)進步的同時，創(chuàng)造了輝煌的工程業(yè)績。截至目前，全國各類工程勘察單位約4000 家，其中具有資質(zhì)的獨立工程勘察單位約1700 家，從業(yè)人員14 萬人，合同收入近400 億元，具有注冊土木工程師( 巖土) 近9000 人，并于2009 年起開始正式實施執(zhí)業(yè)。值得注意的行業(yè)服務(wù)能力發(fā)展及存在的問題如下。
1. 1 以巖土工程為導(dǎo)向的“工程勘察行業(yè)”為社會提供了更加廣泛的服務(wù)
在國際通行的概念上，狹義的“工程勘察”是巖土工程的一項基礎(chǔ)性工作，巖土工程則是土木工程的一個重要分支。在實施巖土工程體制之前，工程勘察工作基本上局限于“鉆探—試驗—提供資料”，即所謂的“只看病，不開方”［1］。上世紀80年代，在對歐美發(fā)達國家工作體系進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，由原建設(shè)部主導(dǎo)， 按照“一業(yè)為主、兩頭延伸”的發(fā)展路線，在基于蘇聯(lián)體制建立的“工程勘察行業(yè)”內(nèi)推行“巖土工程體制”，使我國的工程勘察行業(yè)獲得了顯著的發(fā)展，實現(xiàn)了與國際同行的基本對接。如今，我國的工程勘察工作者為社會提供了更加廣泛、深入的專業(yè)技術(shù)服務(wù)，從單一的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的提供者轉(zhuǎn)變成為智力服務(wù)的提供者、建造方案的實施者和建設(shè)項目專業(yè)的質(zhì)量管理者等，服務(wù)延伸到建設(shè)工程的多個環(huán)節(jié)，包括工程設(shè)計與地基施工方案的決策、專項問題的技術(shù)顧問、地下工程的質(zhì)量檢驗監(jiān)測和基礎(chǔ)工程建造等，在公共安全和投資效益等方面為社會創(chuàng)造了十分可觀的新價值。
1. 2 科技進步使我國工程勘察在解決復(fù)雜巖土工程問題方面達到了國際高水平
改革開放30 年來，通過行業(yè)骨干單位的持續(xù)科技研發(fā)和技術(shù)引進、消化和集成，我國工程勘察行業(yè)在勘測試驗裝備方面獲得了積極的發(fā)展，面向復(fù)雜巖土工程問題的數(shù)值分析方法和基于GIS 平臺、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的信息化建設(shè)也取得了長足的進步，在上世紀90 年代中期就明確提出了CAGE ( 計算機輔助巖土工程， Computer-Aided GeotechnicalEngineering) 的理念［2］。
以我國建設(shè)工程的快速增長為平臺，以行業(yè)科技進步為支撐，我國工程勘察工作者扎扎實實地深入解決了大量復(fù)雜巖土工程難題，確保了舉世矚目的一批重大建設(shè)項目的成功［3］，其中很多均達到了國際領(lǐng)先或國際先進的技術(shù)水平，為中國的巖土工程界樹立了良好的國際品牌形象，贏得了國際同行的高度尊重。
事實證明，在我國推行巖土工程體制的過程中仍存在著一些問題和認識上的誤區(qū)，例如: 一是在審批單位市場資質(zhì)相關(guān)人員資格條件時，明文規(guī)定將巖土工程專業(yè)排除在地質(zhì)勘查資質(zhì)的相關(guān)專業(yè)之外，這種為局部利益制造的人為障礙與20 年前臺灣地區(qū)注冊土木工程師與注冊地質(zhì)工程師的工程勘察權(quán)之爭十分相似，在國際業(yè)界是不可思議的，負面影響很大; 二是將“做巖土工程”狹義地表達甚至宣傳為地基處理、基坑支護等建造活動，明顯偏離了以專業(yè)智力服務(wù)為中心的巖土工程理念。
2 巖土工程領(lǐng)域近十余年在節(jié)能減排方面的探索與問題
在過去的十幾年中，我國有關(guān)專業(yè)科技人員在巖土工程領(lǐng)域做出了積極和有益的新探索，取得了一定的成績，也存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下三個方面。
2. 1 清潔可再生能源開發(fā)利用
因建設(shè)部關(guān)于發(fā)展“節(jié)能省地型住宅和公用建筑”及相關(guān)政府部門的政策導(dǎo)向，地源熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，業(yè)內(nèi)預(yù)計2011 年地源熱泵市場規(guī)模將同比2010 年增長將近1 倍， 銷售達到60 億元人民幣，2011 年至2015 年國內(nèi)中央空調(diào)行業(yè)整體銷售額將保持每年20% ～ 30% 的增長率，其中地源熱泵產(chǎn)品的總銷售額年增長率將有望保持在40% ～ 50%的水平，步入持續(xù)增長的“黃金五年”。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，部分本土化的技術(shù)標準開始陸續(xù)出臺，如關(guān)于地源熱泵供熱空調(diào)和系統(tǒng)工程設(shè)計驗收標準( 國家標準、四川省與天津市等地方標準) ，相關(guān)的專項工程勘察技術(shù)標準正在編制中。
工程場地的水文地質(zhì)特性和巖土的熱物性等具有很強的地域性，已有單位對這些條件及其變化等開展了扎實的基礎(chǔ)研究，其成果在確保系統(tǒng)技術(shù)、經(jīng)濟質(zhì)量方面發(fā)揮了或即將發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用［4］，地源熱泵系統(tǒng)涉及資源勘查評價、地下?lián)Q熱、建筑物內(nèi)供熱制冷系統(tǒng)、自動控制、熱泵系統(tǒng)集成等諸方面的配套技術(shù)，是多學科緊密聯(lián)系、協(xié)調(diào)配合的應(yīng)用技術(shù)，因此，勘察、設(shè)計、系統(tǒng)施工和運行管理都成為影響地源熱泵技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和水平的重要環(huán)節(jié)。
在這一領(lǐng)域的發(fā)展中，目前還存在一些問題，應(yīng)該加以足夠的重視:
( 1) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展在以設(shè)備供應(yīng)商為主導(dǎo)或先導(dǎo)推動后，對系統(tǒng)質(zhì)量至關(guān)重要的水文地質(zhì)、巖土工程專業(yè)作用仍未得到有效的重視;
( 2) 有些工程的專項勘察和測試分析不到位或不充分，對土水參數(shù)的把握存在偏差，造成系統(tǒng)設(shè)計出現(xiàn)問題，直接影響系統(tǒng)效率和使用壽命;( 3) 地源熱泵技術(shù)的適用性與地區(qū)氣候環(huán)境、巖土條件、地下水資源規(guī)劃管理和具體用地條件等密切相關(guān)，對這些條件的考慮并不都是全面地依靠多專業(yè)專家團隊決策的;
( 4) 部分建筑開發(fā)商為降低成本進行壓價，重施工( 占造價比重大) 、輕勘測設(shè)計，系統(tǒng)安裝承包商“被迫”采用減少地埋管數(shù)量等方式，降低工程造價，勢必對系統(tǒng)的質(zhì)量和耐久性構(gòu)成直接的危害，人為折減系統(tǒng)的使用壽命;
( 5) 不適用技術(shù)仍在使用，如單孔抽灌技術(shù)，不能保證系統(tǒng)的高效可持續(xù)性。低水平、低質(zhì)量的施工技術(shù)不能保證抽水—回灌井的質(zhì)量，不能保證100% 回灌。
此外，作為一個需要多專業(yè)協(xié)作配合的新興專業(yè)工作，目前在行政許可上簡單地通過現(xiàn)行的暖通設(shè)計資質(zhì)進行管理，并不能有效保證質(zhì)量控制，對實施也造成了不便。
2. 2 環(huán)境巖土工程
在西方發(fā)達國家，環(huán)境巖土工程起源于巖土工程，是巖土工程專業(yè)充分發(fā)揮核心專長、補充相關(guān)專業(yè)人員知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上蓬勃發(fā)展起來的一個重要學科分支。美國土木工程師學會從1983 年1 月起將相關(guān)的專業(yè)刊物《土力學及基礎(chǔ)工程學報》更名為《巖土工程學報》， 于1997 年1 月再次更名為《巖土工程及環(huán)境巖土工程學報》，明確了服務(wù)更加寬廣的巖土工程方向，肯定了環(huán)境巖土工程的專業(yè)分支地位。第一屆國際環(huán)境巖土工程學術(shù)會議于1986 年在美國賓夕法尼亞召開。自第4 屆開始，該學術(shù)會議的名稱變更為“國際環(huán)境巖土工程與全球可持續(xù)發(fā)展學術(shù)會議”，進一步明確并強調(diào)了環(huán)境巖土工程這一巖土工程的學科分支與全球可持續(xù)發(fā)展之間的緊密關(guān)系。
由于社會發(fā)展對解決與巖土環(huán)境相關(guān)問題的新需求增長很快、涉及問題十分龐雜， “環(huán)境巖土工程”在國際上尚無完全統(tǒng)一的定義，甚至存在著研究和工作范疇基本相同、在區(qū)域和國際會議上同時使用幾個不同的術(shù)語，如geoenvironmental engineering、environmental geotechnics 和environmental geotechnology等。我國著名巖土工程專家、浙江大學教授龔曉南院士在其《21 世紀巖土工程發(fā)展展望》一文中指出，“環(huán)境巖土工程是巖土工程與環(huán)境科學密切結(jié)合的一門新學科。它主要應(yīng)用巖土工程的觀點、技術(shù)和方法為治理和保護環(huán)境服務(wù)”［5］，是對其特性、服務(wù)目的和基本方法的一個簡明界定。在這一基本理念的基礎(chǔ)上，在我國工程勘察行業(yè)和巖土工程領(lǐng)域陸續(xù)開展了一些研究和技術(shù)服務(wù)工作，代表性的有垃圾填埋場的選址勘察評價、場區(qū)環(huán)境土水污染情況監(jiān)測，垃圾堆填體壓縮變形特性研究，采用巖土工程治理方法處理污染滲漏，以及采用巖土工程的地下水控制方法解決垃圾堆填體高水位失穩(wěn)問題［6］等。這個領(lǐng)域目前面對的情況是: 一是工作對象和問題復(fù)雜( 如固體廢棄物等各種垃圾與天然形成的巖土體差別很大) ; 二是技術(shù)法規(guī)和標準存在很大的空白，但已開展一些基礎(chǔ)性的工作，如國標《垃圾處理場工程地質(zhì)勘察規(guī)程》編制已進入最后階段，北京開展了“北京市非正規(guī)垃圾填埋場勘察和風險評價項目”［7］對非正規(guī)垃圾填埋場的垃圾污染物對地下水污染及其運移規(guī)律進行了研究，并首次提出了涉及該類設(shè)施治理成本的量化風險評價標準; 三是目前國家政策推動力度不夠大。此外，為發(fā)掘新的城市建設(shè)用地，部分工程勘察單位近年開展“棕色場區(qū)”( Brownfield，即城市關(guān)停、廢棄的工廠或商業(yè)設(shè)施污染場地) 再利用的土壤和地下水修復(fù)技術(shù)研究，并參與到相關(guān)的修復(fù)工程中［8］。
2. 3 地下水等自然資源的保護
在從生命安全角度保護地質(zhì)環(huán)境、防治潛在地質(zhì)災(zāi)害的同時，部分工程勘察單位和地方政府在地下水資源及其環(huán)境保護方面開展了積極的探索。如在上海國際環(huán)球金融中心的建設(shè)中，針對地層組合和基坑圍護的特點，采用“按需降水”的理念對地下水的施工控制進行指導(dǎo)，既科學減少了地下水環(huán)境的變化和建造成本，又降低了地下水變化對建成環(huán)境產(chǎn)生的風險［9］。為保護北京地區(qū)的地下水環(huán)境和地下水資源，北京市于2007 年發(fā)布《北京市建設(shè)工程施工降水管理辦法》，對施工降水方案進行管理控制。其后，基于北京市規(guī)劃委員會、北勘公司專項研究的《北京地區(qū)城市建設(shè)工程地下水控制技術(shù)導(dǎo)則》于2010 年出臺，該導(dǎo)則根據(jù)北京市內(nèi)不同地區(qū)的水文地質(zhì)等環(huán)境條件，對地下水控制原則和具體技術(shù)方案選擇進行了科學細化［10］。這方面的工作目前所面臨的最主要問題是強制性法規(guī)尚未完全配套到位，因此建設(shè)單位為降低成本，想方設(shè)法要求巖土工程施工承包單位采取成本較低的管井抽排方案，未自覺地將資源、環(huán)境的保護置于重要的位置。
3 “可持續(xù)巖土工程”的新使命及其實現(xiàn)問題
如前所述， 我國傳統(tǒng)“工程勘察” 行業(yè)向“巖土工程”模式轉(zhuǎn)化不僅為我國的社會發(fā)展做出了重要的貢獻，而且大大促進了“工程勘察行業(yè)”的科技進步和市場服務(wù)拓展。從專業(yè)服務(wù)種類和智力服務(wù)特性看，以狹義的“工程勘察”冠名的這個“行業(yè)”顯然已經(jīng)不合時宜，取而代之的應(yīng)該是一個為社會可持續(xù)發(fā)展提供全過程的綜合智力服務(wù)的巖土工程行業(yè)。從專業(yè)核心特長和國際同行的實踐與貢獻看，基于核心專長、能夠在環(huán)境巖土工程領(lǐng)域提供豐富服務(wù)并不斷深化和提升核心技術(shù)能力的巖土工程專業(yè)板塊的發(fā)展，無疑是合乎社會的科學發(fā)展需要的。
在國際上，巖土工程在社會可持續(xù)發(fā)展中的服務(wù)和面對的問題已受到日益廣泛的關(guān)注和高度的重視。2008 年美國土木工程學會主辦的巖土工程大會的主題即為“巖土環(huán)境中的可持續(xù)性挑戰(zhàn)” ( TheChallenge of Sustainability in the Geoenvironment) ，會議創(chuàng)造了Geosustainability 一詞，用于會議論文集的書名［11］。2010 年11 月，由國際土力學及巖土工程學會主辦的第6 屆環(huán)境巖土工程國際會議的主題為“致力于可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境巖土工程” ( EnvironmentalGeotechnics for Sustainable Development) ，該屆大會交流研討設(shè)置的8 個專題可視為當今環(huán)境巖土工程服務(wù)所覆蓋的主要工作對象，也就是巖土工程在可持續(xù)發(fā)展中的新使命所在: ( 1) 城市固體廢棄物與有害廢棄物垃圾填埋場; ( 2) 泥漿池; ( 3) 受污染土地、地下水和廢棄的垃圾填埋場; ( 4) 土工復(fù)合材料與新材料; ( 5) 可持續(xù)性、專業(yè)實踐與相關(guān)教育; ( 6) 地質(zhì)災(zāi)害、災(zāi)害防治與管理; ( 7) 檢測、監(jiān)測與實施成效評估; ( 8) 物理與數(shù)值模擬研究［12］。
因此，與我國社會科學發(fā)展的新需求相比，與先行了近20 多年的國際同行們所做的科學研究工作和工程實踐相比，我們?nèi)耘f存在著一定的差距，主要體現(xiàn)在: ( 1) 點上的工作多，基礎(chǔ)性的體系( 包括法規(guī)、標準) 研究和建設(shè)工作相對滯后;( 2) 對照社會科學發(fā)展的新需求，存在著認識差距和工作空白; ( 3) 受到條塊分割的管理制約。然而，巖土工程作為土木工程的一個重要分支，對其可持續(xù)性方面評價中的不確定因素比以人造建材為主的結(jié)構(gòu)工程專業(yè)更多、所需考慮的因素更為復(fù)雜。這主要是受復(fù)雜的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及其隨地區(qū)、時間等動態(tài)變化( 例如地下水條件) 的影響，因此巖土工程領(lǐng)域的可持續(xù)性分析與評價有其特殊性。盡管如此，從基本理念、現(xiàn)狀問題到體系建立上進行梳理和思考，對行業(yè)、專業(yè)加快全面滿足社會科學發(fā)展的新需求是十分迫切和非常重要的。
3. 1 巖土工程在可持續(xù)發(fā)展中若干重點任務(wù)和問題
圍繞可持續(xù)發(fā)展的概念已出現(xiàn)許多評價工程可持續(xù)性的方法， 一般都是基于1994 年英國JohnElkington 提出的“三支柱模型” ( Three Pillar Model，見圖1) ，或稱為“三底線模型” ( Triple Bottom LineModel) 。該模型最初應(yīng)用于經(jīng)濟領(lǐng)域評價企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，以后在各領(lǐng)域被拓展、具體化，成為各個能夠直接應(yīng)用于工程評價的工具。為了強調(diào)自然資源的重要性，在后來提出的很多評價模型中，都將自然資源從“環(huán)境”要素中獨立出來，使評估指標分為經(jīng)濟、環(huán)境、社會、資源共4 個部分，其主要原因是，自然資源的消耗可看作一種影響可持續(xù)性的原因，而對環(huán)境影響則是使用自然資源可能產(chǎn)生的結(jié)果。
在未來5 ～ 10 年的巖土工程領(lǐng)域，結(jié)合我國特點和國際經(jīng)驗，以下幾方面的發(fā)展將是十分重要的，整個工程勘察設(shè)計行業(yè)和相關(guān)政府、學會對相關(guān)工作和問題應(yīng)給予高度的關(guān)注:
( 1) 地下資源的綜合利用將成為可持續(xù)巖土工程的重要任務(wù)。國內(nèi)目前絕大多數(shù)的巖土工程專業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)還停留在“滿足最基本的公共安全前提下努力確保經(jīng)濟性”的層面高度，雖與可持續(xù)發(fā)展三支柱中的“經(jīng)濟”支柱相關(guān)， 但相對還是孤立的，這當然與現(xiàn)行法規(guī)和技術(shù)標準密切相關(guān)。鑒于巖土工程專業(yè)工作對象的特殊性( 其主要體現(xiàn)在大部分地下資源的不可再生性) ，著眼于21 世紀我國建設(shè)工程的發(fā)展方向( 高密度復(fù)雜建成環(huán)境和地下空間開發(fā)利用項目難以承受的巨大的恢復(fù)、重建成本和巖土環(huán)境失衡可能引發(fā)的嚴重次生災(zāi)害) ，地下資源要素應(yīng)加快成為評價可持續(xù)巖土工程工作質(zhì)量的重要評價標準之一，并被納入政府關(guān)于建設(shè)項目的審批內(nèi)容。巖土工程工作者所提供的專業(yè)解決方案應(yīng)在確保巖土環(huán)境安全的前提下，不斷提高對地下空間、地下水、地溫能的科學利用以及本地巖土材料和既有地下工程結(jié)構(gòu)等資源的科學開發(fā)和重復(fù)利用問題的綜合考慮水平( 見圖2，該圖在文獻［13］ 基礎(chǔ)上進一步考慮了既有地下結(jié)構(gòu)等資源) 。
( 2) 低碳化發(fā)展和自然環(huán)境與資源保護對巖土工程提出了更高的新要求。首先從前瞻的角度，毫無疑問，應(yīng)當對巖土工程治理( 如邊坡支護和地基處理) 和工程勘察過程中的泥漿排放以及所需建材、設(shè)備運輸過程中的能源消耗和對地下水、空氣的污染逐步細化控制，但同樣重要甚至更為重要和具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)有:
1) 通過深入研究，創(chuàng)新性地提出更加低碳的地基基礎(chǔ)、巖土工程治理方案———這樣的技術(shù)方案能夠更少地消耗相關(guān)建材從生產(chǎn)到建造安裝甚至使用期的隱含能( embodied energy) ［14］，從而為實現(xiàn)減少碳排放和不合理消耗自然資源做出貢獻( 見圖3) 。在這個方面，國內(nèi)外均有過一些積極的嘗試，如: 國內(nèi)采用建筑垃圾的夯擴樁( 載體樁) 作為一種地基方案［15］; 國內(nèi)外嘗試使用廢舊輪胎( 片狀碎塊尺寸10 ～ 50mm) 替代碎石、砂礫等材料作排水樁，來抑制地層的液化變形［16］。
2) 從城市規(guī)劃到項目設(shè)計，都應(yīng)注意避免新建工程引發(fā)的巖土環(huán)境污染問題，相關(guān)工作應(yīng)與區(qū)域性的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和地下水的動態(tài)變化規(guī)律等關(guān)鍵性背景資料緊密結(jié)合，以做出科學的決策［17］。
3) 應(yīng)將既有建筑( 工程) 地基、基礎(chǔ)的重復(fù)利用作為低碳建設(shè)工程方案的一個有機組成部分加以考慮和研究，如既有建筑經(jīng)壓密的地基承載能力的深入發(fā)掘和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的再利用。在此方面，歐洲( 如英國、德國) 已經(jīng)給予高度的重視，如德國建于20 世紀60 年代的威斯巴登前黑森州議會大廳改建新樓，在詳細勘測、檢驗、分析的基礎(chǔ)上，利用了既有81 根樁中的64 根，新施工基樁73 根，已有基礎(chǔ)的再利用率達到了47% ，節(jié)省了大量的原材料［18］。
其次，應(yīng)立足現(xiàn)實、著眼長遠，針對國內(nèi)市場現(xiàn)狀問題和發(fā)展要求，深化管理和研究，進一步發(fā)掘和創(chuàng)造地基基礎(chǔ)工程的低碳價值:
1) 應(yīng)大力提高工程勘察的質(zhì)量、水平、職業(yè)道德和市場管控效能，加強方案的專業(yè)把關(guān)，以減少地基方案建議錯誤導(dǎo)致的高隱含能地基基礎(chǔ)方案。很顯然，低水平、低質(zhì)量和缺乏職業(yè)道德的工程勘察成果至少在兩個方面導(dǎo)致了相對高碳方案的實施: 一是設(shè)計單位不放心勘察質(zhì)量( 包括勞務(wù)分包造假) ，盲目地加大地基基礎(chǔ)設(shè)計中的安全系數(shù)( 從概念講并非加大安全系數(shù)就能夠規(guī)避不安全問題) ; 二是出于后期承接巖土工程治理以“掙大錢”為目的，將良好的地基條件“改為”差的地基條件并建議不合理的地基處理方案。
2) 應(yīng)繼續(xù)深入開展專項研究，發(fā)展針對新問題的工程分析技術(shù)，盡快滿足日益復(fù)雜的城市地上—地下建成環(huán)境中的新建、改擴建工程與巖土環(huán)境的相互影響問題的分析需要， 提供創(chuàng)新解決方案，保證城市的安全運營、規(guī)避人為和自然災(zāi)害。在建筑地基基礎(chǔ)工程方面，在確保安全的前提下，應(yīng)盡可能地采用天然地基方案、變形協(xié)調(diào)的布樁方案，以減少不合理的地基基礎(chǔ)方案對混凝土、鋼材等建材的消耗，從而減少相關(guān)的隱含能耗( 需求) 。
3) 應(yīng)積極鼓勵和多方支持深入開展非飽和土、垃圾堆填體等的專項試驗研究和監(jiān)測技術(shù)研究開發(fā)，其成果可提高巖土結(jié)構(gòu)承載性能、深入把握MSW 變形和污染遷移規(guī)律，為減少建造活動的隱含能、提高垃圾填埋容量和提高垃圾填埋設(shè)施設(shè)計水平等做出顯著的貢獻。
( 3) 地溫能系統(tǒng)的科學設(shè)計和安裝質(zhì)量應(yīng)列為當前節(jié)能減排必須解決的關(guān)鍵問題之一。作為可循環(huán)再生的清潔能源，地溫能技術(shù)應(yīng)當獲得進一步的顯著發(fā)展。然而，采用地溫能的空調(diào)系統(tǒng)的實際壽命能否確保達到甚至超過設(shè)計壽命，首先在很大程度上取決于對地域和區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件及熱物性變化規(guī)律的認知和把握，其次還決定于區(qū)域性資源( 主要是地下水) 的平衡保護。從這個高度和角度看，既需要政府的科學管理，還需要繼續(xù)踏踏實實地深入開展相關(guān)的基礎(chǔ)研究。從確保項目質(zhì)量的高度，應(yīng)盡快研究確定相應(yīng)的個人專項資質(zhì)。
( 4) 與工程利用緊密結(jié)合的污染場地修復(fù)應(yīng)在項目規(guī)劃、設(shè)計中給予充分的重視。污染場地及地下水的修復(fù)工作將會越來越多。然而，為趕工期、出政績，一律采用相對造價較高的異位法進行污染土壤處理“為處理而處理”、不考慮處理后作為地基再利用所需的治理成本等情況并不鮮見。為此，應(yīng)該在規(guī)劃、設(shè)計階段就全盤綜合考慮，特別是應(yīng)有巖土工程專家從前期工作階段就參與方案的研究和制定。
3. 2 加快建立可持續(xù)巖土工程的標準體系和評價體系
通過上述回顧和展望，毫無疑問，可持續(xù)的巖土工程應(yīng)該并且已經(jīng)成為可持續(xù)土木工程的一個重要的基礎(chǔ)和組成部分( 見圖4 ) ，我國社會可持續(xù)發(fā)展對巖土工程專業(yè)提供新的相關(guān)服務(wù)的需求目前超過了專業(yè)及其分支的發(fā)展( 見圖5) 。
與歐美國家從國家和地方法規(guī)層面推動的較良好法制環(huán)境和我國初步建立的綠色建筑體系相比，我國在環(huán)境巖土工程或可持續(xù)巖土工程領(lǐng)域的法規(guī)和技術(shù)標準體系建設(shè)方面還基本上是空白，需要政府和行業(yè)給予高度重視，及早組織研究、制定相關(guān)的工作計劃，以確保整個工程勘察設(shè)計行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展上的同步協(xié)調(diào)。
在這方面，國外同行近10 年來已經(jīng)開始了積極的探索并付諸工程實踐，例如以巖土工程和環(huán)境巖土工程設(shè)計咨詢服務(wù)為主的高達國際礦業(yè)集團( Golder Associates) 采用三支柱模型提出了工程可持續(xù)評價工具GoldSET［20］ 并在國際上得到廣泛應(yīng)用。在該評估方法中，環(huán)境、社會、經(jīng)濟分別構(gòu)成了三角形的三個軸線，對某一個項目的具體評分分別畫在三個軸線上，所形成的三角形面積最大時說明其最符合可持續(xù)性要求，最接近等邊三角形，表明在上述三個方面最為均衡。工程設(shè)計顧問公司ARUP 公司2001 年提出了“項目可持續(xù)性評審程序”( SPeAR［21］: Sustainable Project Appraisal Routine ) ，在SPeAR 中可持續(xù)性評價指標被分為經(jīng)濟、環(huán)境、社會、資源共4 個部分。英國伯明翰大學課題組在可持續(xù)的巖土工程領(lǐng)域進行了系列的研究工作［22 ～ 23］，并提出了適用于巖土工程的GeoSPeAR。通過對上述國際上一些研究的總結(jié)表明，在巖土工程的可持續(xù)評價中，應(yīng)考慮到巖土工程的以下特點( 但不限于此) :
( 1) 巖土工程涉及大量的土方開挖與回填，需要消耗大量的自然資源( 如骨料) 和人造材料( 水泥) 。在這中間，要消耗大量的石化資源。巖土工程師的一些工作，如改變地形地貌和土壤環(huán)境、污染治理以及參與對社會和經(jīng)濟有重大影響的大型基建項目的選址等，會對自然環(huán)境和水資源產(chǎn)生重大影響。
( 2) 巖土工程方案的比選和評價受工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件的影響，其中的某些條件( 例如地下水位的升降) 甚至是動態(tài)變化的，而這些條件又具有一定的不確定性，因此巖土工程方案的可持續(xù)性評價影響因素更多、更為復(fù)雜。
( 3) 巖土工程屬于隱蔽工程，主要針對或涉及地下部分( 如地基、基礎(chǔ)方案、地下水的控制、污染場地的修復(fù)治理、地下空間開發(fā)等) ，一旦方案不合理或產(chǎn)生環(huán)境、質(zhì)量問題，具有不可修復(fù)性或修復(fù)所付出的代價巨大。
由此可見，巖土工程設(shè)計與施工方案雖然要考慮多方面的復(fù)雜因素，但在可持續(xù)社會發(fā)展的總體要求下，需要明確巖土工程領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要意義，并開展相關(guān)研究，使巖土工程在滿足安全、經(jīng)濟的要求下，同時符合可持續(xù)的發(fā)展要求。
4 結(jié)語
( 1) 中央政府日益突出強調(diào)的社會科學發(fā)展，要求巖土工程專業(yè)工作者提供更深、更廣的專業(yè)技術(shù)服務(wù)。可持續(xù)的巖土工程( 專業(yè)) 既肩負著責無旁貸的歷史使命，又面對著新階段發(fā)展的難得機遇和嚴峻的新挑戰(zhàn)。
( 2) 研究并建立、健全可持續(xù)巖土工程特別是環(huán)境巖土工程領(lǐng)域涉及的技術(shù)標準體系和項目評價體系的工作，應(yīng)及早列入政府有關(guān)部門的持續(xù)性工作計劃之中。環(huán)境巖土工程方面的法律法規(guī)應(yīng)排上政府的議事日程。對于地溫能系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)盡快出臺符合實際、利于質(zhì)量保證的個人資質(zhì)管理辦法。
( 3) 業(yè)界單位，特別是骨干企業(yè)和研究機構(gòu)應(yīng)積極開展低碳解決方案和低能耗工藝、設(shè)備和工法的研究，政府應(yīng)對這一領(lǐng)域的科技研發(fā)工作給予高度的重視和有力的支持。
( 4) 環(huán)境巖土工程面對大量新的復(fù)雜問題，要解決這些問題已經(jīng)不是一個單位、一個專業(yè)能夠做到的，必將需要多學科、跨專業(yè)的工作協(xié)作和聯(lián)合研究攻關(guān)，需要行政管理以國家利益為重，加快打破條塊分割，在解決世界性難題的同時，使我國達到國際領(lǐng)先的地位。
( 5) 我國工程勘察( 巖土工程) 方面的相關(guān)技術(shù)標準體系及其編制原則、方式的改革應(yīng)列為戰(zhàn)略性的重大任務(wù)。目前我國在工程勘察( 巖土工程) 方面的現(xiàn)行標準一是明顯缺乏體系性的層次，重復(fù)、交叉情況比較多; 二是對工程分析方法和數(shù)據(jù)的規(guī)定過于具體、繁冗，束縛了巖土工程師的創(chuàng)造性，制約了針對具體工程問題的技術(shù)創(chuàng)新，造成地基方案、巖土治理方案浪費，不符合可持續(xù)性、低碳的發(fā)展方向，與此同時，也不合理地減輕了個人執(zhí)業(yè)的法定責任。
致謝: 尹宏磊博士承擔了大量的資料整理分析工作，特此致謝!
參考文獻
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