隧道工程施工水文地質環境防治

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隧道工程施工水文地質環境防治

摘要:

針對隧道施工對水文地質環境所造成的影響,結合三都隧道實際情況,明確施工帶來的主要影響,如地面沉降、突涌等,然后提出幾條適宜的處治措施,旨在為類似隧道工程提供借鑒。

關鍵詞:

隧道施工;水文地質環境;影響;防治

隧道工程施工必然會對水文地質環境造成影響,造成地面塌陷沉降、突涌的現象,施工單位需高度重視,根據工程實際情況,必需在技術、經濟合理的條件下采取適宜的措施,從而使隧道施工順利完成。

1隧道工程概況

三都隧道總長14660m,進口位于都勻市王司鎮北5km的大坪鎮三聯村仰克寨,里程DK124+915,高程740.63m,有鄉村公路通往,交通方便;出口位于三都縣普安鎮烏塘,里程DK139+581,高程574.79m,隧道橫向穿越格老山。

2隧道工程施工對水文地質環境造成的影響

由于本隧道工程規模較大,施工工藝存在很高的復雜性與多樣性,導致在工程施工中會對周圍的水文與地質環境造成不同程度的影響,同時由于這一問題的存在,也會不利于工程施工安全順利的進行。工程對水文地質環境所造成的影響主要集中于前期建設施工期間,后期的正常使用并不會造成太大的影響。由前期施工造成的軟土變形、突涌與沉降等問題,實際上是施工中對土體基本結構造成破壞的具體表現。而對于隧道工程營運過程中的影響而言,主要是由于土層壓縮變形存在一定滯后性而引發的沉降,屬于典型的工后沉降,此外,隧道中交通量、荷載等因素的變化也會帶來影響。在營運過程中,由施工造成的軟土變形問題會有加劇的趨勢,而且還會產生新的差異性沉降,這一問題在隧道工程中表現的十分明顯,主要是隧道段的下臥土層較為軟弱,缺乏樁基支撐。工程建設過程中,施工會引起地基土變形,隨著附加荷載的不斷施加,也會出現沉降,最終導致一定范圍地面發生不均勻沉降。在工程竣工以后,由于受到附加應力及交通行車荷載的不斷作用,使得工程沿線以內容易出現附加沉降。與此同時,由于地質條件、實際沉樁深度、基礎種類以及工藝方法等存在一定差異,導致不均勻沉降現象隨時都有可能出現,影響工程質量和運營。在本隧道的施工過程中,會遇到淺層砂層和軟土,容易產生流沙管涌現象,促進了軟土變形,同時誘發塌陷等現象,如T1地面塌陷,。而在隧道運營過程中,由于受到行車荷載和附加壓力的不斷作用,會產生沉降,但沉降程度與范圍都較小。

3防治措施

3.1技術措施

充分結合隧道工程的設計方案和施工方案,本隧道施工中,重點的防治對象主要有水土突涌、淺層天然氣與差異性沉降。具體的防治技術措施為:(1)水土突涌。首先有效降低地下水影響,完善施工中的堵漏與止水工作,并使用土壓平衡等方法配合施工,同時在第一時間做好支護體系,必要時還要采用冷凍法進行施工。(2)淺層天然氣。針對淺層天然氣問題,常用的防治技術為:通過預先鉆孔完成排氣,盡早釋放土體當中的天然氣,從而有效避免在施工面上產生應力集中與高壓天然氣,保證隧道施工安全。(3)地面沉降。針對地面沉降問題,在實際施工中可采用樁基礎的方法進行處治,選用具有較大強度、變形相對較小且分布均勻的地層當作樁基的持力層,在此基礎上還要充分考慮下臥層的實際變形量,對溪溝中的地面塌陷坑進行填筑處理,并減少地表水滲漏,進而達到減小實際沉降的目的。

3.2防治對策

(1)限制地下水的開采,強化供水設施管理。為有效控制地下水大規模開采對工程范圍內造成的影響,降低地面沉降量,工程施工附屬設施場地中的供水需要以自來水為主。并且,還要對工程周圍的開鑿深井進行控制;對原有的用水格局進行優化與調整;隧道出水量相對較大,但其水質由于施工無法直接飲用,因此在施工完成后建議修建一個提水站,以此充分此處水源,從而確保地下水實際開采量穩步減低。(2)強化監測。對工程的水文實施長時間實時監測,及時掌握其演變的趨勢,并對變化規律等進行深入分析,以此為施工安全提供可靠保障;對施工與工后沉降進行動態監測,根據現行規范的實際要求,設立沉降測量基準,以提升測量結果的精準度,同時建議按500m間距設置觀測點,從而在第一時間了解沉降狀況。(3)設立保護區。在隧道工程范圍中設立專門的保護區,保護區中的工程施工需要進行統一的規劃,開展建設施工活動以前需要得到主管部門的許可,否則禁止私自進行施工。

4結語

總而言之,隧道工程施工勢必會對周圍的水文地質環境造成影響,繼而產生突涌、沉降等一系列問題,不僅影響到施工的順利進行,還不利于工程后期運營。因此,需要在明確施工所造成的實際影響的基礎上,根據工程實際情況,采取適宜的技術措施進行處治,并做好預防等相關工作,盡可能降低施工對水文地質環境造成的影響,進而達到提升工程綜合效益的目的。

作者:張慶 單位:貴州省地質礦產勘查開發局114地質大隊

參考文獻:

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