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地下水隧道工程论文
1地下水对隧道运营阶段的影响
运营阶段地下水对隧道的影响主要表现为对隧道衬砌的侵蚀,常见的有溶解作用,冻融作用和潜蚀作用。地下水的侵蚀会对隧道结构稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑产生诸多不良影响甚至威胁。衬砌周围的地下水长期对衬砌混凝土有溶解作用。由于地下水的侵蚀作用,隧道围岩和衬砌逐渐被软化,衬砌结构的可靠性、耐久性降低,对隧道整体的稳定影响很大。如果地下水通过衬砌混凝土损伤部位,工缝变形缝等穿透隧道防排水体系,造成隧道内部环境潮湿,使洞内供电、照明及通信设备等发生锈蚀,降低这些设备的使用效率和使用寿命,严重恶化隧道运营环境,降低服务质量,增加隧道的维护运营费用。隧道内的渗透水还会形成路面积水,造成车辆打滑,危及行车安全。
2隧道建设对地下水环境的影响
地下水渗流系统给隧道的建设和运营造成了严重影响,同时隧道建设也会给地下水环境带来严重影响。隧道工程对于地下水的疏干和改造作用显得尤其突出,目前一些竣工的隧道工程已经表现出对隧址区的严重影响。
(1)隧道对地下水的疏干作用
隧道开挖后,由于集水和汇水作用,地下水不断进入隧道中,地下水动力场因此发生改变,引起地下水的运动通道发生转移,形成新的势汇。随着隧道排水过程的延续,整个隧址区的地下水系统发育形成了新的地下水转移通道,隧道开始大量排出地下水,从而形成一个降位漏斗,漏斗不断扩展,疏干其影响范围内的地面水源,引起地下水与地表水径流发生改变,直接造成隧址区地表泉水流量减少甚至溶泉消失,井水水位下降,水量减少甚至干涸,直接影响当地工农业生产及人民的生活。隧道的建设造成地下水位降低,当地下水位到一定程度时,会使当地土壤含水量减少,植物生长受到抑制,甚至萎蔫、停止生长,给当地的环境带来负面影响和经济损失,尤其是水稻种植区域影响更为严重,原有作物无法继续种植,给正常农业生产造成极大危害。
(2)隧道排水导致岩土应力变化
隧道排水会引起地下水渗流场的变化,造成地下水位下降,饱和岩土层中的孔隙水压力下降,围岩承受的有效应力增加。其次,由于地下水动力场的改变,地下水流方向改变为向隧道中心流动,其方向是向下的,地下水渗流力增大了竖直向下的应力,造成总应力上升,更增大了围岩的有效应力。在有效应力增大的情况下,围岩会发生新的沉降,直到岩体应力达到新的动态平衡。大面积的岩体沉降使隧道的使用效能降低,维护成本增加。隧址区的房屋由于地面沉降普遍出现房屋开裂、倾斜,给当地居民的生产生活带来不便和安全隐患。农田由于土体沉陷而毁坏,无法继续耕种,使得土地基本丧失耕作功能。
3建议处理隧道和地下水关系的对策措施
(1)选择地质条件优良的隧址,是避免或者减轻隧道和地下水矛盾关系的最有效方法。
隧道选址时尽量避开岩体断裂破碎区和地下水蕴藏丰富区域。若选