隧道施工中地下水处理研究现状分析论文_喻小杰

隧道施工中地下水处理研究现状分析论文_喻小杰

中国葛洲坝集团第三工程有限公司 湖北省武汉市 710077

摘要:从目前已有的隧道工程来看,隧道建设会干扰水环境而造成严重的生态系统失衡,如隧道在开挖的过程中严重破坏原有的水平衡,产生的后果比较严重,值得我们引起高度重视与研究。文章主要对隧道施工中地下水处理进行了简要分析,以供参考。

关键词:隧道;施工;地下水处理

引言

随着我国经济水平的不断提升,地下工程的建设进程得到了全面的推进。以隧道工程为代表的地下工程,得到了大力地开发与建设。从实际建设角度上来看,隧道工程的大力开发与建设在极大程度上有效缩短了行程里程,尤其对于山区等复杂地形的地域而言,具有重要的建设意义。然而,隧道工程在实际的施工当中,对周围的生态环境产生了不同程度的干扰与破坏,使得建设区域的生态系统严重失衡。

1隧洞施工对地下水的影响

1.1对水量的影响

隧洞施工过程中,隧洞的开挖会形成新的排泄通道,如果破坏到地下水泉点,会导致泉点干涸不再出水,地表水减流以及地下水水位下降。泉点流量减小,漏失的水量进入隧洞会形成涌水灾害,影响正常的施工作业。同时,泉点流量减小,使得周边的水源补给受到威胁。新的排泄通道会改变渗流场,加之隧洞往往会破坏隔水层,使得径流区和排泄区不具备独立性。隧道涌水一般发生在地下水补给比较丰富或者径流比较快速的垂直渗流带和水平径流带内,地下水位、地面汇水条件、地质构造、地层岩性、岩溶发育程度等是影响涌水量的主要因素。涌水现象的发生,主要是因为隧洞施工时地表水会沿着岩溶管道渗透到隧道中,以及地下水通过岩溶通道、裂缝和间隙、暗河等管道进入隧道中。

1.2对水质的影响

隧洞开挖后一般为了更好地排水会在沿线分散设置施工支洞,同时还要设置弃渣场,避免施工排水随意排放。然而,施工支洞在施工过程中也会产生污染物,这些污染物会和涌水一起排入洼地、落水洞等地下水体,对地下水造成污染。因此,隧洞施工排水不当,会对地表水和地下水带来污染。地表水方面,水面悬浮物增多、水质浑浊、PH值变化等是比较明显的影响。地下水方面,砂石料加工污水、注浆废水、机械保养的含油废水、生活废水等向支洞附近排放,对地下水水质带来了污染。尤其是隧洞施工采用化学灌浆方法,对护壁和堵漏均具有一定毒性的化学注浆材料,这对地下水水质的危害较大;此外,隧洞施工后的弃渣场经受日晒和雨淋,废渣中的炸药残余、油液残余等也成了地下水的污染源,造成次生污染。

1.3引起地面沉降或塌陷

隧道在实际的排水的过程中,会引起上覆松散土层有效应力发生改变的现象,进而导致动水压力发生严重的增加,地下水位明显下降。一旦出现地下水位明显下降的情况,往往会引发地面沉降或者塌陷等安全问题。以京广线大瑶山隧道建设为例,应隧道突发大量的涌水,导致该地区出现了大量的塌洞与陷坑,影响的范围高达几千米,由此可以看出隧道建设对该地水环境的平衡性会造成严重的影响。

2隧道施工中地下水处理措施

2.1做好前期勘察工作

在隧道施工过程中,也会出现施工线路无法绕开涌水地带的问题,故相关管理部门就应在实际建设前期及建设过程中,采用适当应对措施,从而降低水环境对隧道工程建设期间造成的影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体而言,工作人员应在工程建设前期做好的细致的勘察工作,针对施工地区地质条件、气候环境、隧道施工处的地层岩性、地质基本结构、地下水资源的源头及支流分布情况、水资源排泄特征及规律、水体涌出情况、地表水资源分布、地表水环境与隧道工程施工位置的关系、隧道工程周边居民居住环境及用水情况、隧道工程实际土地资源利用情况等方面进行细致的调查,确保勘察数据及信息真实有效,且能够全面体现出地区间的水环境特征,并为后期有针对性的选择及制定防排水方案起到重要的参考作用。

2.2强化超前地质预报

在降低及改善水环境对隧道工程建设阶段造成的不良影响时,相关工作人员也应在日常的工作中注重强化超前地质预报水平,适当应用TSP、TST、地质探测雷达等超前地质预报技术,结合隧道工程实际建设情况及建设需要,在隧道掘进阶段更好的岩体自身的形态、岩体规模、岩体发育程度、涌水地段具情况、涌水地段的强度及水压等地质及水文信息,从而更好更快的进行多角度超前地质预报工作的,并为后期进一步完善与优化隧道整体防排水方案做好万全的准备工作。

2.3地下水控制工艺

隧洞施工中,地下水的控制方法主要有压注阻水法、导水法和堵水法。

2.3.1压注阻水施工工艺

压注法的注浆工艺,主要采用二重管无收缩A、B(C)双液注浆WSS工法,对工程土体进行辐射注浆,范围为隧洞工程结构外1.5m范围。通过双液注浆,改变工程土体物理特性,增加土体粘结性和防水性,确保工程施工质量和施工安全。施工材料选用环保材料,避免因材料自身而导致对地下水污染的问题,材料配比、注浆喷射等均可以结合隧洞施工实际进行调整,因此WSS工法注浆效果较好。注浆材料的凝结时间应可以调节,同时具备较高的防水性和强度(不容易被水溶解),注浆材料配比应严格按照要求完成。注浆参数包括孔径、孔深、孔间距、扩散半径、注浆压力、凝结时间等要素,设计注浆强度控制在在0.5MPa以上。

2.3.2导水施工工艺

一些隧洞工程的地下水流量、压力较大,如果仅采用简单的压注阻水法可能无法满足隧洞施工要求,在开挖过程中会出现局部渗流甚至小面积的渗流。面对这样的地质条件,就要采取导水措施。因为一旦阻水措施不周全,小部分区域注浆不严或者遗漏,加之施工过程对土体的震动,渗流是难以避免的。针对局部渗流和小面积渗流的区域(位置),可以选择渗流集中的点处打入花管作为导流管。参考工程水文地质条件来实际设置导流管,避免对隧洞开挖施工带来不利影响。导流管安置后及时进行一衬施工,施工完成后再对导流管导流出来的水进行收集和排出。

2.3.3堵水施工工艺

堵水法和导水法经常结合使用,目的就是为了在隧洞施工过程中最大限度地保护地下水系统。堵水施工的工艺流程包括一衬支护和二衬施工,首先在一衬支护施工完工后,对隧洞内存在渗水的局部进行封堵;然后在二衬浇筑施工完成后,对二衬与一衬拱顶间隙进行补浆封堵。一衬施工结束后,用双浆液对导水花管注浆(注浆压力为0.5MPa),做好堵水工作,同时切除注浆管外露部分。二衬施工时,为了处理二衬混凝土收缩导致拱顶部形成空隙的问题,应及时在拱顶预埋注浆管和排气管,对空隙进行有效处理,防止地下水渗入。

结束语

经济高速的发展随之而来的也是各种各样的问题,人们对生活水平的要求越来越高,也需要各行各业的专业人士不断提高自己的水平,来为人们提供更好、更便捷的生活方式。隧道不仅仅是车辆通行的重要保障,也是人们快速生活下的产物,这表示着我们的经济水平和各方面的水平都在不断攀升。所以隧道的建设在当代生活中就显得尤为重要,而隧道建设的安全更是人们一直关注的重要问题,而地下水又是隧道实施过程中已知的问题,所以及时、快速、合理的解决这项问题已是刻不容缓,也希望专业人士都能够将这个问题重视起来,并且集思广益,尽快找到更快、更好地解决方式。

参考文献:

[1]赵娟芳,李央,屈永强.地下水对山岭隧道施工的影响及防治措施研究[J].黑龙江交通科技,2015,(11):91-92.

[2]富一琳.铁路隧道施工期地下水排放对生态环境影响研究[D].导师:白明洲.北京交通大学,2015.

[3]刘向远.岩溶隧道施工中地下水环境负效应评价指标体系研究[D].导师:刘丹.西南交通大学,2014.

论文作者:喻小杰

论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上

论文发表时间:2018/9/5

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