摘要:滇西地区隧道是地下水的重要线性建筑,相比其他工程来说具有一定的隐蔽性,而且施工比较复杂,在山岭隧道修建中需要面对复杂水文地质,最终能够形成收集水走廊。在对滇西地区隧道施工中常出现漏水问题,而且也会从一定程度上影响运营,尤其在跨过江海河穿越岩溶时会导致出现不同程度的灾害,因此需要对该地区隧道施工过程中地下水防治进行探讨。
关键词:地下水;滇西地区;隧道;施工;影响;防治措施;
一、在隧道施工中地下水防治现状
需要结合工程实际情况,对地下水的分布规律进行探索,以了解滇西地区隧道施工过程中地下水和围岩用水渗透存在的灾害问题,在实际滇西地区隧道施工中,主要存在一些涌水深问题或者地下水对于施工的不利影响。在很多工程施工中,针对地下水防治有相关的研究目前,我国地下水对于山岭隧道施工的相关防治标准是基于理论和工程技术研究基础上,然而并没有充分考虑到环保意识,在这一方面具有一定的局限性。由于理论知识和技术逐渐发生转变,目前还未形成具体的研究结果。
二、地下水在隧道施工中产生的影响
我国拥有较为广阔的国土面积,而其中山岭占据总体面积的60%,随着近年来经济建设的发展以及各地纷纷新建铁路高铁,使得交通便利的同时,使地区隧道施工规模逐渐扩大。我国地势相对复杂。在山岭隧道施工中常会出现涌水的问题,一旦在施工中出现这些严重的地下水灾害,则导致施工周期延长,减少施工效率,也影响了企业的经济效益。根据有关数据分析,目前我国该地区隧道在施工中有80%可能会存在地下水灾害,因此在实际施工中,地下水起着十分重要的影响,尤其是在岩体失稳中发挥重要作用。在结构中存在围岩弱点,很多工程坍塌问题可以分为两种,首先是围岩破碎,其次是为岩应力重分布和山地地震等产生的作用,使得影响了失稳性,因此地下水对岩体失稳也发挥重要作用。
此外,从其间接影响上来看,地下水还会对隧道产生腐蚀性,长时间的腐蚀作用会使地下水与混凝土等成分发生化学反应,使其形成可溶性的物质。在处于高渗透的环境中,蓬松性岩会使混凝土松弛,甚至产生移动变迁,导致隧道结构质量降低,出现塌陷等事故。从分布规律上来看,由于我国气候,岩性,构造地貌,人类活动等多方面影响,因而也会对地下水位质量存在不同的影响,要想在水文地质条件中构建相对完整的水带,要求从两方面着手:分别是蓄水和水源补给,是否能够形成相应容量的蓄水结构是与其结构构造具有一定联系,气候条件,实际风貌等也会决定地下水的补给量和排泄具备条件,两者之间具有一定的联系。由于在隧道施工中是逐渐形成积水通道的,会破坏原有地下水环境,将地下水进行人为流向改变,破坏原有自然规律,时间久了就会在隧道通道处沉积碎石,并将其涌进隧道,长时间会使隧道出现大量水和泥沙涌出。
地下水中硫酸盐与混凝土中固态游离石灰质和水泥结石引起的化学反应可以产生水结晶体,由于结晶体形成使混凝土体积增加,进一步导致混凝土膨胀破坏。此外,地下水中还存在分解性腐蚀,包括氢离子,腐蚀性二氧化碳和游离碳酸,当其超过一定数量时,会导致水泥结石引起混凝土强度降低。
三、隧道突水涌出的影响因素
从其用水量上主要是由静态和动态储量两部分构成的,其中前者是围岩中存在空隙的水量,其大小与围岩大小,给水利储水直接相关,而后者是围岩中以地下径流方式存在的,是与地表水,地下水力存在一定联系,其大小主要受到补给排放的影响。同时由于出水源分布较多,而且水量充足,这也是导致隧道工程出现突水的主要原因,隧道所在地区的含水层,尤其是承压含水层,在隧道施工过程中没有对地下承压水层进行高度重视,因此在后期也会导致出现突水问题。
四、地下水的特征
从其分型特征上来看,地下水是指能够藏在地表岩石间隙和溶隙中的水分,按照水层岩石缝隙性质以及相应的储水条件,可将其分为下列几种类型,首先埋藏条件分形。其次,水层缝隙的分型,在这一内容中还可以具体分为松散岩石孔隙水,坚硬的岩石裂隙水以及可溶性的岩溶水这三种类型。
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五、如何做好隧道施工中地下水防治
首先需要做好前期新资料信息的收集,相关研究资料和实际隧道工程施工的资料,需要做好充分的收集工作,将这些资料进行分析,结合工程实际特点进行安排,根据施工经验,在构造上存在规律的掌握度,能够对施工结果产生影响,做好资料收集,需要将地质材料设计进行掌握,结合资料信息进行实地考察,了解施工位置,地貌特征,资料收集是做好隧道修建工作的第一步。其次,需要做好选址工作。为了能够做好隧道的修建,需要选好相应的地理位置,在选址中需要综合多种因素,尤其是在施工过程中地下水所导致的影响要求,应当选择面积大且易碎不坚固的地址,而且容易发生岩溶剧烈的地段,隧道在选址中需要考虑到地下水因素对地下水影响,产生的影响主要是地层,地质构造,地貌特点等在地下水形成中条件也存在差异,因此在修建隧道时需要做好充足的信息搜集,能够找到适宜的位置并做好实地考察。
有效防止水层间隙的影响。在隧道施工中孔隙裂隙水上会对施工产生影响,为防止在隧道挖凿中存在大量的水渗透问题和渗入隧道中,需要在隧道通过用水过程中利用提前实验和分析的方式,有效运用导管,注浆材料等对注浆质量进行进一步的检查,主要是在完成注浆后第二天需要实时观察容易存在渗漏的地方,并确定是否进行了加厚处理。
在隧道修建过程中还需要做好物探探测方法,这种方法能够用于查明地质水文问题。比如:超前水平探孔,由于不同类型,不同含水量的岩石,经过不同矿化之后,水体间在物性上会存在一定的差异,因此可以利用物理探测器来对水体岩石的特征进行分析,判断地质水文条件发生的变化。物探方法近年来已经被认为能够用于地下岩性地层划分,地质结构判断中,且存在很多物探方法目前已经广泛作为地下水特征分析,水资源寻找的重要依据,不是直观将地下水特征展现,而是在此基础上通过测定岩石中的含水量来间接分析地下水的存在以及分布特点。
针对裂隙水在施工中产生的影响。在具体防治过程中裂隙水在断层破碎带经常会出现塌方问题,需要采取销措施对内侧进行加厚处理,有效控制塌方范围。其次,对所存在的塌方进行修补一、,以提高隧道质量。在施工初期,支护受力也会存在一定的异常情况,经过研究分析,主要是由于某一地层岩性相关。地下水会与泥岩结合使地质软化,形成泥浆使其硬度降低,无法起到支撑效果,因此在修建初期需要强化支护力度,可以采用注浆孔形成补水结构,在后期修建时需要提前水质情况进行探测,对于支持力度较为薄弱的地段需要进行注浆处理,进而形成堵水的结构。比如在隧道节水方面,可以在洞口岩坡外五米的范围内设置天沟,并且通过铺砌的方式,当岩石外露时,地面坡度较陡的情况下可以不需要设置天沟,仰坡上能够种植一些草皮或者喷抹灰浆,对洞顶天然沟槽进行整治,能够使山洪宣泄畅通。对于洞顶地表深坑,陷穴进行回填,堵塞裂缝。具体来看,可以在隧道初期支护和二次衬砌间拱墙背后设置防水板加土工布,防水板为厚1.5mm的EVA,土工布为400g/㎡的无纺布,土工布采用专用射钉固定在喷射混凝土上,防水板采用无钉铺设工艺。衬砌防水板背后环向设置Φ50透水软管(外裹无纺布),间距为12m设一环,富水段加密至5m;边墙脚设Φ100的纵向双壁打孔波纹管(外裹无纺布),每12m设一根,环向与纵向盲管安装于初期支护与防水板间,施工时应将其两端直接弯入侧沟,环向盲管与纵向盲管要求外包土工布,这样可以做到引排结合。在衬砌外围,中间以及内表面设置相应的防水层和进行压浆处理。隧道堵水通过支护背后压注水泥砂浆,能够通过充填支护与围岩之间的空隙,堵住地下水的通路,能够使围岩与支护形成整体,更好的改善支护受力条件。排水是将地下水排入隧道中间,经洞内水的沟排走,隧道中可以设置排水建筑物包括排水沟和盲沟。但需要注意的是在处理隧道地表水过程中需要具备全局观点,不能影响当地农田水利规划,能够因地制宜。
小结
在本次研究中,我们通过分析地下水对隧道施工产生的影响,提出可以采用多种方法对地质特征,地下水特征进行探测,进一步了解地下水对隧道施工产生的影响,找到有效的防治措施。
参考文献:
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论文作者:雷鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/13
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