水環(huán)境與隧道工程論文

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1基于地下水的影響作用分析

1.1排水過程不具順暢性

對于隧道的設(shè)計施工，將新奧法原理理論作為參考依據(jù)，在設(shè)計過程中，把隧道周邊巖體滲水經(jīng)過襯砌之后的倒水設(shè)備，進(jìn)一步往集水溝引入，繼爾往隧道排除。如果存在某些排水設(shè)備系統(tǒng)不能夠正常運行，將水往隧道排出，便會基于襯砌后期形成難以解決的集水現(xiàn)象。在此位置的水充滿空隙的狀況下，襯砌會受到和地下水位高度相同靜水的壓力，而并不是基于設(shè)計當(dāng)中的無水壓，也不是折減水壓。同時，在滲流的動水壓力的影響下，襯砌承受的壓力會在在很大程度上高于此前設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而造成襯砌涌水開裂的破損情況。因為隧道鋪地基面長期浸泡在積水當(dāng)中，到列車動力的催動之下，便會引發(fā)底部吊空現(xiàn)象，列車經(jīng)過時產(chǎn)生呼吸作用把碎石排空，也把砂子排空，知識行車產(chǎn)生限速，并且會引發(fā)斷軌等諸多情況。在排水系統(tǒng)不夠順暢的情況下，便會進(jìn)一步造成雨季積水等不良狀況。

1.2防水設(shè)施劣質(zhì)

在隧道和外部水環(huán)境之間，防水層是極其重要的部件，能夠在隧道與外部水環(huán)境分隔中發(fā)揮重要作用。基于隧道工程當(dāng)中，具備兩種防水層：其一是柔性防水層；其二為剛性防水層。對于柔性防水層來說，其效果與材質(zhì)及施工質(zhì)量存在很大的聯(lián)系。若防水材料劣質(zhì)，沒有足夠的耐久性，便非常容易在運營一段時間后，將防水能力喪失。對于剛性防水層，由于它的功能和混凝土的性能之間具備一定的聯(lián)系性，如果防水混凝土的襯砌施工質(zhì)量比較差，在收縮大的作用下便會呈現(xiàn)孔隙及裂縫等一系列情況，進(jìn)而使得防水層的防水能力大大降低。

2隧道工程影響作用分析

2.1案例分析

隧道工程在建設(shè)過程中，也會對水環(huán)境構(gòu)成極大的影響。隧道工程將地下水滲流原有擁有的平衡破壞，在長期疏干的作用之下，使?jié)B流場產(chǎn)生了極大的變化，進(jìn)而對地下水正常循環(huán)造成了非常大的影響，最后惡化了自然生態(tài)環(huán)境。以某隧道工程作為案例，該隧道工程全長為15.365千米，洞頂埋深為100米～910米，洞中部屬于斑古坳地區(qū)，地表面植被非常茂密，年平均氣溫維持在20攝氏度，年均降雨量為1500mm。此隧道的主要問題是滲漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，通過多次整治之后，問題仍舊沒有得到有效解決。在長期排水的作用下，致使地下水位呈現(xiàn)下降的現(xiàn)象，井水干涸，并且正常的農(nóng)業(yè)灌溉也受到了非常大的影響。另外，因為地面沉降致使房屋產(chǎn)生變形及開裂情況，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)及生活均無法正常開展，該地區(qū)居民只能外遷，從而損失了很大一筆經(jīng)濟(jì)費用。對于此隧道工程，對地下水環(huán)境的主要影響包括兩方面的內(nèi)容：一方面為疏干地下水；另一方面為滲流場變化使巖土應(yīng)力發(fā)生變化。

2.2疏干地下水

造成自然環(huán)境災(zāi)害最主要的原因為隧道長期排水。隧道挖掘之后，把水循環(huán)系統(tǒng)破壞，例如知識地下水資源被很大程度的流失。在隧道積水與匯水的作用下，使形成地下水運動的方向發(fā)生較為的改變。在長期排水的情況下，位于隧道中的地下水系統(tǒng)漸漸將地下水排出。將有關(guān)理論當(dāng)作參考標(biāo)準(zhǔn)，地下水的補(bǔ)給量不能讓其排水量得到充分滿足，于是其水位便會發(fā)生持續(xù)下降的現(xiàn)象。在地下水位慢慢減弱的狀況下，地下水和地表水徑流間都會產(chǎn)生一定程度的變化，以直接的方式導(dǎo)致巖溶泉發(fā)生出水量極少的情況。與此同時，也可能造成地表的取水井水位下降及水井干涸等現(xiàn)象，進(jìn)一步知識居民生活用水尤為匱乏。另外，地下水位下降會知識原農(nóng)田土壤的含水量大大減退，尤其對水稻區(qū)域的影響更為嚴(yán)峻，可能引發(fā)無法繼續(xù)種植的情況，最終對農(nóng)業(yè)的正常運作產(chǎn)生了非常大的影響。

2.3滲流場變化使巖土應(yīng)力發(fā)生變化

首先，由于隧道讓許多地下水疏干，進(jìn)一步讓水位產(chǎn)生下降情況，而飽和巖土層當(dāng)中空隙的水壓力則會呈現(xiàn)減弱的趨勢，不飽和區(qū)域負(fù)水壓力區(qū)變大，在總應(yīng)力不發(fā)生變化的狀況之下，有效的應(yīng)力便會得到進(jìn)一步的上升。其次，應(yīng)滲流場發(fā)生明顯改變，地下水滲流的方向也會隨著發(fā)生改變，變成在新水力梯度的狀況下，便可能朝著隧道中心發(fā)生流動，此時方向為向下方向。另外，應(yīng)滲流方向發(fā)生明顯變化，地下水的滲流力也會隨之發(fā)生變化，從而讓豎直向下應(yīng)力加大，最終導(dǎo)致總應(yīng)力提升。在此狀況下，巖土便會產(chǎn)生新的沉降，直至達(dá)到新的動態(tài)平衡狀態(tài)為止。土體沉陷則會讓隧址區(qū)的房屋產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象，也會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致不能繼續(xù)應(yīng)用，在土體沉陷對農(nóng)田造成嚴(yán)重影響的狀況之下，便在很大程度上增加了農(nóng)業(yè)耕種的難度。

3結(jié)語

通過本課題的探究，認(rèn)識到隧道工程與水環(huán)境的互相作用極具復(fù)雜性，既會對隧道的正常施工造成影響，又會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及社會環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。特別是受地下水影響作用下，會造成排水不暢及防水設(shè)施不良等現(xiàn)象。因此，針對這些問題采取有效的預(yù)防措施便顯得極為重要。在保證水環(huán)境平衡與維持隧道工程施工正常進(jìn)行的前提下，才能夠為整體隧道工程建設(shè)的可靠性及安全性提供保障。

作者：索巍 胡偉賓 單位：陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司