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摘要：在社会经济水平高速发展的背景下，我国公路、铁路越岭隧道工程也呈现了高速发展的势态。基于隧道工程当中，地下水与隧道之间存在非常密切的关系，它们能够互相影响及相互作用。对于高水头山岭隧道，如果采用全包防水降低对地下水环境的影响，则需大幅提高衬砌刚度及抗渗性能。本文分析了隧道工程与水环境的相互作用。
关键词：隧道工程；水环境；相互作用；
在国内外的交通隧道的发展中，一个重要的特征是:隧道越长，水越开放。这是交通运输经济发展的必然要求。然而，隧道工程的实施和运行将会改变周围的水环境，并可能破坏水环境系统，使水环境朝着不利于人类的方向发展。
一、隧道工程与水环境的相互作用
目前，我国的铁路隧道，特别是喀斯特山区长隧道的公路排水设计，基本实现了反静止行组合，综合治理的原则。可以减少衬砌上的水压力,各种各样的水但不能治愈隧道,但也直接导致地下水位下降,表面水和干好,地表岩溶塌陷和生态环境的恶化,严重影响人们的生产和生活。隧道完全堵塞地下水会带来巨大的水压，尤其是在深岩溶长隧道中，水压往往高达几兆帕，所以内衬难以承受。因此，隧道工程与地下水相互作用形成了链条综合体，从锚链作用的关键分析入手，探索保持水环境平衡，减少环境灾害，隧道水洞顶的设计原则具有现实意义。水环境对隧道工程的作用表现为隧洞涌漏水和承受水压力。地下含水层隧洞，因地下水水位高，导致隧道进水和水涌;在地下水的实施后，隧道衬砌在静水压力下。以排为主体的设计原则是通过各种排水措施，在内衬外保持长期、连续的排水，从而减少内衬的外部水压，减少衬砌工作。隧道工程对水环境的影响导致了环境灾难的发生。隧道涌排水使地下水逐渐疏干，恶化水文地质条件，使地下水位不断下降，地下水疏干漏斗不断扩大，导致洞顶地表河湖泉井涸竭，水环境失去平衡，进而引发生态环境破坏和岩溶地面塌陷等灾害。水环境与隧道工程之间的作用和反作用是有机联系的。隧道由排主导，而水压较小，环境灾害很重。与此同时，隧道工程与水环境的相互作用是可逆的。隧道工程在水环境下的水环境恢复过程中堵塞。通过隧道灌浆和防水内衬,大量减少的长期渗流隧道开挖和衬砌水,虽然这一次隧道水压力增加,工程数量和成本的增长,但屋顶大于隧道渗漏的降水补给条件,为水环境恢复的过程:地下水位逐渐上升,降水漏斗逐渐减少,水环境逐渐达到一个新的平衡,减少或消除环境灾难。
二、隧道工程中地下水影响作用
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。漏水会对隧道的稳定性和隧道设施的安全以及交通造成很大的不利影响。水的渗漏会引起炉衬的风化和腐蚀，同时也破坏了衬砌结构。泄漏原因主要体现在两个方面:一是排水不够顺畅;另一种是防水设施，质量差。
1.排水过程并不顺利。对于隧道施工的设计，新的原则理论作为参考，在设计过程中，在浇筑设备后的隧道围岩渗流后，进一步引入沟渠，排除隧道。如果一些排水设施不能正常运行，并将水排放到隧道中，则会在后期的衬砌中形成一个难以控制的现象。当这个位置的水充满空隙时，衬里会受到与地面水位相同的静水压力，而不是没有水压或水压力的设计。同时，在渗流动态水压力的影响下，内衬的压力要比以往的设计标准高得多，从而导致内衬进水的破坏。因为隧道地板表面浸在水里,会导致底部挂空现象,在排水系统不够光滑,它将进一步导致死水和其他不良条件。
2.防水设施劣质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在隧道与外部水环境之间，防水层是一个极其重要的组成部分，可以在隧道和外部水环境的分离中发挥重要作用。在隧道工程的基础上，有两种防水层:一种是柔性防水层，另一种是刚性防水层。对于柔性防水层，其效果与材料和施工质量密切相关。如果防水材料较差且没有足够的耐久性，操作一段时间后很容易失去水的容量。刚性防水层,因为某种关系的性能函数和混凝土衬砌,如果防水混凝土施工的质量相对较差,会出现一系列的孔隙和裂缝的收缩效应,使防水层防水能力大大降低。
3.隧道工程在建设过程中，也会对水环境构成极大的影响。隧道工程在长期排水效应下，地下水渗流损伤的初始平衡，渗流场发生了很大的变化，对地下水的正常循环产生了很大的影响，最终导致了自然生态环境的恶化。隧道的长度为15.5公里，深度为100米到910米，隧道的主要问题是漏水渗水现象严重，经过几次改造，问题仍未得到有效解决。在长期排水的影响下，地下水水位下降，井水干涸，正常的农业灌溉也受到严重影响。对于此隧道工程，对地下水环境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。
（1）地下水。自然环境灾害的主要原因是隧道长期引流。隧道开挖后，水循环系统被破坏，例如，知识、地下水资源大量流失。在隧洞和水的作用下，地下水运动的形成发生了变化。在长期的排水系统中，隧道中的地下水系统逐渐排出地下水。地下水回灌量不能完全满足，因此水位将继续下降。在地下水水位正在缓慢下降的条件下，地下水和地表径流将在一定程度上发生变化，从而导致岩溶泉中少量的水分流失。同时，可能会导致地表水井水位的下降和井的干燥。
（2）渗流场变化应力。首先,因为很多地下水排水隧道,让水位进一步下降,和饱和的岩石和土壤孔隙水压力将会减弱趋势,负的非饱和区水压力变得更大,压力一般不改变现状,有效应力将进一步增加。其次，我们应该改变渗流场，在新的水力梯度条件下，地下水渗流方向会发生变化，它可能流向隧道的中心，向下的方向。此外，渗流方向应明显改变，地下水的渗流力也会随之变化，从而使垂直向下应力增加，最终总应力会上升。在这种情况下，岩石和土壤将产生新的沉降，直到达到新的动态平衡状态。土壤下沉会使隧道区域的房屋倾斜现象，也会产生开裂现象，导致不继续应用于土壤沉降对农田状况造成严重影响，增加农业的难度。
三、保护地下水环境的工程控制措施
1.施工期地下水环境保护工程控制方法及措施。从施工阶段地下水环境保护的角度出发，可以采取以下方法和措施。首先，在地质勘探和路线选择过程中，选择高水平的隧道，以减少埋深的水位。二是设计阶段应根据地下水环境评价结果，必要时面对深孔帷幕灌浆加固。三是施工阶段对开挖开挖施工方法的选择，均及时封堵;为减少暴露时间，施工喷混凝土封闭岩体开挖面;逆转及时关闭，缩短整个支撑环的关闭时间。
2.注浆堵水。水文、地质资料和地质预测资料显示玄武岩断裂，裂隙水丰富，导流性好，但凝灰岩的水导率较差，形成不透水层。含水层的隧道开挖损伤区,灌浆方法,骨折的灌浆注入玄武岩的松散破碎岩石胶结在一起,截断岩体的流动通道,水抵制层具有一定厚度,堵水和加固围岩。根据水文地质条件和施工安全因素,现场施工注浆方式通过充满了灌浆的岩石裂缝,改善围岩结构的力学性能,加固层致密,形成一个保护层的身体,确保施工安全。在水超过标准的部分，采用径向注浆法通过径向注浆加固堵水作用，完善灌浆措施。灌浆从岩石的稳定性和少量的水开始，并通过孔进行钻孔。在需要时，通过重复注浆来确保注浆效果。注浆管的后端是保留不少于30厘米的停止部分,和结束灌浆管提供一个止回阀,和灌浆阀封闭灌浆结束时,以防止泥浆回流和影响注浆效果。
3.作业期间地下水环境保护工程的控制方法及措施。从地下水环境保护的角度出发，采取了工程控制的方法和措施。首先，在地质勘探和路线选择过程中，选择高水平的隧道，以减少埋深的水位。二是设计阶段应根据地下水环境评价结果，增加喷层厚度和抗渗设计水平，径向灌浆或面对深孔帷幕灌浆固结。三是施工阶段应确保喷淋混凝土、排水系统和两层衬砌施工质量，特别是避免或减少喷浆层开裂现象，应在回填灌浆后进行局部开裂场地;注浆加固措施的使用，应确保注浆灌浆的不渗透性和均匀性。
隧道工程与水环境之间相互影响，相互作用。这种相互作用是复杂且难以捉摸的，不仅仅会影响到隧道工程的正常运营和使用，还会对自然环境造成一定的破坏，所以，加大隧道工程与环境协调方面的研究是十分必要的。
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论文作者:闫波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：隧道论文; 地下水论文; 水环境论文; 工程论文; 水压论文; 相互作用论文; 防水层论文; 《防护工程》2017年第22期论文;