水环境隧道工程论文

水环境隧道工程论文

1基于隧道工程与水环境的相互作用链分析

对于隧道工程与水环境两者之间的相互作用链,主要涵盖的是两方面的内容:其一是水环境对隧道工程的影响;其二是隧道工程对水环境的反作用影响。水环境对隧道工程的影响体现在隧洞涌、漏水方面,当然还包括承受水压。在含水层开挖隧道中,因为其洞顶具有一些地下水,导致隧道洞会呈现涌水或者突水的现象,进一步进行的隧道衬砌在很大程度上承受了水的静水压力。另外,隧道工程对水环境的反作用影响,便会导致隧道洞顶环境产生损害情况。隧道的涌排水让地下水慢慢排空,水文地质条件变得越来越差,与此同时地下水位呈现的是渐渐减弱的趋势,在地下漏斗慢慢变大的现象下,会让洞顶的地表水资源引发枯竭,如果水环境遭遇严重破坏现象,便会出现生态环境恶化情况,甚至还可能引发诸多不堪设想的自然灾害。

2基于地下水的影响作用分析

在隧道工程运营阶段中,由于地下水产生的影响作用重点表现在衬砌渗漏水方面。渗漏水无论是在隧道的稳定方面,还是在隧道设施与行车的安全方面均会造成极大的不良影响。渗漏水促使衬砌风化及腐蚀,同时也使衬砌结构受到破坏。另外,还对设备的正常使用造成极大的影响,并在很大程度上对行车安全造成严重影响。造成渗漏水的原因主要体现在两大方面:其一为排水不够顺畅,其二为防水设施劣质。

2.1排水过程不具顺畅性

对于隧道的设计施工,将新奥法原理理论作为参考依据,在设计过程中,把隧道周边岩体渗水经过衬砌之后的倒水设备,进一步往集水沟引入,继尔往隧道排除。如果存在某些排水设备系统不能够正常运行,将水往隧道排出,便会基于衬砌后期形成难以解决的集水现象。在此位置的水充满空隙的状况下,衬砌会受到和地下水位高度相同静水的压力,而并不是基于设计当中的无水压,也不是折减水压。同时,在渗流的动水压力的影响下,衬砌承受的压力会在在很大程度上高于此前设计标准,进而造成衬砌涌水开裂的破损情况。因为隧道铺地基面长期浸泡在积水当中,到列车动力的催动之下,便会引发底部吊空现象,列车经过时产生呼吸作用把碎石排空,也把砂子排空,知识行车产生限速,并且会引发断轨等诸多情况。在排水系统不够顺畅的情况下,便会进一步造成雨季积水等不良状况。

2.2防水设施劣质

在隧道和外部水环境之间,防水层是极其重要的部件,能够在隧道与外部水环境分隔中发挥重要作用。基于隧道工程当中,具备两种防水层:其一是柔性防水层;其二为刚性防水层。对于柔性防水层来说,其效果与材质及施工质量存在很大的联系。若防水材料劣质,没有足够的耐久性,便非常容易在运营一段时间后,将防水能力丧失。对于刚性防水层,由于它的功能和混凝土的性能之间具备一定的联系性,如果防水混凝土的衬砌施工质量比较差,在收缩大的作用下便会呈现孔隙及裂缝等一系列情况,进而使得防水层的防水能力大大降低。

3隧道工程影响作用分析

3.1案例分析

隧道工程在建设过程中,也会对水环境构成极大的影响。隧道工程将地下水渗流原有拥有的平衡破坏,在长期疏干的作用之下,使渗流场产生了极大的变化,进而对地下水正常循环造成了非常大的影响,最后恶化了自然生态环境。以某隧道工程作为案例,该隧道工程全长为15.365千米,洞顶埋深为100米~910米,洞中部属于斑古坳地区,地表面植被非常茂密,年平均气温维持在20摄氏度,年均降雨量为1500mm。此隧道的主要问题是渗漏水现象严重,通过多次整治之后,问题仍旧没有得到有效解决。在长期排水的作用下,致使地下水位呈现下降的现象,井水干涸,并且正常的农业灌溉也受到了非常大的影响。另外,因为地面沉降致使房屋产生变形及开裂情况,使当地农业及生活均无法正常开展,该地区居民只能外迁,从而损失了很大一笔经济费用。对于此隧道工程,对地下水环境的主要影响包括两方面的内容:一方面为疏干地下水;另一方面为渗流场变化使岩土应力发生变化。

3.2疏干地下水

造成自然环境灾害最主要的原因为隧道长期排水。隧道挖掘之后,把水循环系统破坏,例如知识地下水资源被很大程度的流失。在隧道积水与汇水的作用下,使形成地下水运动的方向发生较为的改变。在长期排水的情况下,位于隧道中的地下水系统渐渐将地下水排出。将有关理论当作参考标准,地下水的补给量不能让其排水量得到充分满足,于是其水位便会发生持续下降的现象。在地下水位慢慢减弱的状况下,地下水和地表水径流间都会产生一定程度的变化,以直接的方式导致岩溶泉发生出水量极少的情况。与此同时,也可能造成地表的取水井水位下降及水井干涸等现象,进一步知识居民生活用水尤为匮乏。另外,地下水位下降会知识原农田土壤的含水量大大减退,尤其对水稻区域的影响更为严峻,可能引发无法继续种植的情况,最终对农业的正常运作产生了非常大的影响。

3.3渗流场变化使岩土应力发生变化

首先,由于隧道让许多地下水疏干,进一步让水位产生下降情况,而饱和岩土层当中空隙的水压力则会呈现减弱的趋势,不饱和区域负水压力区变大,在总应力不发生变化的状况之下,有效的应力便会得到进一步的上升。其次,应渗流场发生明显改变,地下水渗流的方向也会随着发生改变,变成在新水力梯度的状况下,便可能朝着隧道中心发生流动,此时方向为向下方向。另外,应渗流方向发生明显变化,地下水的渗流力也会随之发生变化,从而让竖直向下应力加大,最终导致总应力提升。在此状况下,岩土便会产生新的沉降,直至达到新的动态平衡状态为止。土体沉陷则会让隧址区的房屋产生倾斜现象,也会产生开裂现象,进而导致不能继续应用,在土体沉陷对农田造成严重影响的状况之下,便在很大程度上增加了农业耕种的难度。

4结语

通过本课题的探究,认识到隧道工程与水环境的互相作用极具复杂性,既会对隧道的正常施工造成影响,又会对当地生态环境及社会环境构成严重威胁。特别是受地下水影响作用下,会造成排水不畅及防水设施不良等现象。因此,针对这些问题采取有效的预防措施便显得极为重要。在保证水环境平衡与维持隧道工程施工正常进行的前提下,才能够为整体隧道工程建设的可靠性及安全性提供保障。

作者:索巍 胡伟宾 单位:陕西省高速公路建设集团公司