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1基于隧道工程與水環(huán)境的相互作用鏈分析

對(duì)于隧道工程與水環(huán)境兩者之間的相互作用鏈，主要涵蓋的是兩方面的內(nèi)容：其一是水環(huán)境對(duì)隧道工程的影響；其二是隧道工程對(duì)水環(huán)境的反作用影響。水環(huán)境對(duì)隧道工程的影響體現(xiàn)在隧洞涌、漏水方面，當(dāng)然還包括承受水壓。在含水層開(kāi)挖隧道中，因?yàn)槠涠错斁哂幸恍┑叵滤?，?dǎo)致隧道洞會(huì)呈現(xiàn)涌水或者突水的現(xiàn)象，進(jìn)一步進(jìn)行的隧道襯砌在很大程度上承受了水的靜水壓力。另外，隧道工程對(duì)水環(huán)境的反作用影響，便會(huì)導(dǎo)致隧道洞頂環(huán)境產(chǎn)生損害情況。隧道的涌排水讓地下水慢慢排空，水文地質(zhì)條件變得越來(lái)越差，與此同時(shí)地下水位呈現(xiàn)的是漸漸減弱的趨勢(shì)，在地下漏斗慢慢變大的現(xiàn)象下，會(huì)讓洞頂?shù)牡乇硭Y源引發(fā)枯竭，如果水環(huán)境遭遇嚴(yán)重破壞現(xiàn)象，便會(huì)出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境惡化情況，甚至還可能引發(fā)諸多不堪設(shè)想的自然災(zāi)害。

2基于地下水的影響作用分析

在隧道工程運(yùn)營(yíng)階段中，由于地下水產(chǎn)生的影響作用重點(diǎn)表現(xiàn)在襯砌滲漏水方面。滲漏水無(wú)論是在隧道的穩(wěn)定方面，還是在隧道設(shè)施與行車(chē)的安全方面均會(huì)造成極大的不良影響。滲漏水促使襯砌風(fēng)化及腐蝕，同時(shí)也使襯砌結(jié)構(gòu)受到破壞。另外，還對(duì)設(shè)備的正常使用造成極大的影響，并在很大程度上對(duì)行車(chē)安全造成嚴(yán)重影響。造成滲漏水的原因主要體現(xiàn)在兩大方面：其一為排水不夠順暢，其二為防水設(shè)施劣質(zhì)。

2.1排水過(guò)程不具順暢性

對(duì)于隧道的設(shè)計(jì)施工，將新奧法原理理論作為參考依據(jù)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，把隧道周邊巖體滲水經(jīng)過(guò)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(yùn)行，將水往隧道排出，便會(huì)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(huì)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(jì)當(dāng)中的無(wú)水壓，也不是折減水壓。同時(shí)，在滲流的動(dòng)水壓力的影響下，襯砌承受的壓力會(huì)在在很大程度上高于此前設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而造成襯砌涌水開(kāi)裂的破損情況。因?yàn)樗淼冷伒鼗骈L(zhǎng)期浸泡在積水當(dāng)中，到列車(chē)動(dòng)力的催動(dòng)之下，便會(huì)引發(fā)底部吊空現(xiàn)象，列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生呼吸作用把碎石排空，也把砂子排空，知識(shí)行車(chē)產(chǎn)生限速，并且會(huì)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(huì)進(jìn)一步造成雨季積水等不良狀況。

2.2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(duì)于柔性防水層來(lái)說(shuō)，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(méi)有足夠的耐久性，便非常容易在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，將防水能力喪失。對(duì)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(huì)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。

3隧道工程影響作用分析

3.1案例分析

隧道工程在建設(shè)過(guò)程中，也會(huì)對(duì)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(zhǎng)期疏干的作用之下，使?jié)B流場(chǎng)產(chǎn)生了極大的變化，進(jìn)而對(duì)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(zhǎng)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(wèn)題是滲漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，通過(guò)多次整治之后，問(wèn)題仍舊沒(méi)有得到有效解決。在長(zhǎng)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?yàn)榈孛娉两抵率狗课莓a(chǎn)生變形及開(kāi)裂情況，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)及生活均無(wú)法正常開(kāi)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(fèi)用。對(duì)于此隧道工程，對(duì)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(chǎng)變化使巖土應(yīng)力發(fā)生變化。

3.2疏干地下水

造成自然環(huán)境災(zāi)害最主要的原因?yàn)樗淼篱L(zhǎng)期排水。隧道挖掘之后，把水循環(huán)系統(tǒng)破壞，例如知識(shí)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(yùn)動(dòng)的方向發(fā)生較為的改變。在長(zhǎng)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(huì)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(huì)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(shí)，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(shí)居民生活用水尤為匱乏。另外，地下水位下降會(huì)知識(shí)原農(nóng)田土壤的含水量大大減退，尤其對(duì)水稻區(qū)域的影響更為嚴(yán)峻，可能引發(fā)無(wú)法繼續(xù)種植的情況，最終對(duì)農(nóng)業(yè)的正常運(yùn)作產(chǎn)生了非常大的影響。

3.3滲流場(chǎng)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(huì)呈現(xiàn)減弱的趨勢(shì)，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(huì)得到進(jìn)一步的上升。其次，應(yīng)滲流場(chǎng)發(fā)生明顯改變，地下水滲流的方向也會(huì)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(dòng)，此時(shí)方向?yàn)橄蛳路较颉Ａ硗?，?yīng)滲流方向發(fā)生明顯變化，地下水的滲流力也會(huì)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(huì)產(chǎn)生新的沉降，直至達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)為止。土體沉陷則會(huì)讓隧址區(qū)的房屋產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象，也會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致不能繼續(xù)應(yīng)用，在土體沉陷對(duì)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。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本課題的探究，認(rèn)識(shí)到隧道工程與水環(huán)境的互相作用極具復(fù)雜性，既會(huì)對(duì)隧道的正常施工造成影響，又會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及社會(huì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。特別是受地下水影響作用下，會(huì)造成排水不暢及防水設(shè)施不良等現(xiàn)象。因此，針對(duì)這些問(wèn)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?yàn)檎w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