摘要:在隧道工程勘查中,為了更好的完成設(shè)計(jì)工作以及勘查質(zhì)量,勘察過程中不僅要對(duì)隧道周邊地區(qū)水文地質(zhì)問題進(jìn)行勘查,還要對(duì)其可能帶給隧道結(jié)構(gòu)物的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),為整個(gè)工程的設(shè)計(jì)和施工提供必要的資料保障。本文主要從三個(gè)方面對(duì)隧道勘查中水文地質(zhì)的重要性進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:隧道勘測;圍巖穩(wěn)定性;水文地質(zhì);
中圖分類號(hào):F407.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
在工程地質(zhì)勘查以及建筑設(shè)計(jì)施工過程中,人們往往會(huì)忽視水文地質(zhì)條件對(duì)工程的影響,但是它確是影響工程質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素。由于巖土體的一項(xiàng)重要組成部分就是地下水,地下水直接決定著它的工程特性,而巖土體又是整個(gè)工程的基礎(chǔ)部分,所以,水文地質(zhì)條件接影響著隧道工程的質(zhì)量。
1、 隧道水文地質(zhì)勘探重點(diǎn)
通常在隧道地質(zhì)勘查中,往往缺少必要的對(duì)水文地質(zhì)條件的勘查結(jié)果,更談不上根據(jù)工程對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程,正是因?yàn)檫@一過程的缺失導(dǎo)致很多地方都發(fā)生了因?yàn)樗牡刭|(zhì)原因而造成的建筑工程下沉、開裂等質(zhì)量問題。在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,在以后的隧道勘察中應(yīng)該從以下幾個(gè)方面對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(1) 對(duì)地下水進(jìn)行評(píng)價(jià),得到其對(duì)巖土層和工程的影響,并對(duì)可能帶來的危害進(jìn)行估計(jì),找到相應(yīng)的預(yù)防方法。
。2) 盡量詳細(xì)的了解水文地質(zhì)資料,并根據(jù)工程地基的需要結(jié)合水文地質(zhì)資料做好地基類型的選取工作。
。3) 充分了解地下水文特征,結(jié)合工程施工方式方法,分析可能對(duì)水文地質(zhì)造成的影響,進(jìn)一步分析水文改變對(duì)工程的影響。
。4) 從工程施工角度出發(fā),在不同的條件下,地下水可能對(duì)工程造成的影響和作用,需要重點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的一些水文地質(zhì)問題。
2、水文地質(zhì)對(duì)隧道勘測的重要性
含水量的大小對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響很大,這也就增加了隧道施工的難度。含水量過大可使巖質(zhì)軟化,使軟巖山體松弛、降低強(qiáng)度;促使圍巖中軟弱夾層泥化;減少層間阻力,易于造成巖體滑動(dòng);使某些巖類溶解和膨脹,使山體出現(xiàn)附加應(yīng)力;當(dāng)出現(xiàn)大量涌水時(shí),將產(chǎn)生動(dòng)水壓力,出現(xiàn)流沙及滲透壓力?菟赡苡绊懰淼郎戏胶褪顾闹艿木腿珊,造成巖體內(nèi)部含水量不均勻而導(dǎo)致應(yīng)力重分布,這樣對(duì)隧道整體穩(wěn)定性造成不良影響。
某些水底隧道或是海底隧道在水文地質(zhì)方面將會(huì)遇到更大的難題。河床、海床在受到長年累月的浸泡后地質(zhì)發(fā)生了巨大的變化,勘測人員很難直接進(jìn)行水文地質(zhì)勘測,往往都是采用以往的資料或是依靠經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種類型的隧道對(duì)水文地質(zhì)資料的要求更細(xì)致,更全面。地下水對(duì)隧道的穩(wěn)定性影響很大,主要是從以下幾個(gè)方面:
2.2.1 地下水升降變化引起的隧道工程危害
。1)由于水位上升引起的隧道工程危害
水位的上升通常情況下是由于很多原因造成的,在眾多的原因中地質(zhì)因素是一項(xiàng)主要的影響因素,如地下水文結(jié)構(gòu)、巖土構(gòu)造,此外地區(qū)性降雨、人為灌溉等因素也會(huì)對(duì)其造成影響。 水位的上升可能會(huì)使土壤沼澤化,鹽分含量升高從而使得水體的腐蝕性增大,對(duì)工程的施工以及質(zhì)量有著重要的影響,此外還可能帶來一些滑坡、崩塌等現(xiàn)象。水位上升還會(huì)使得巖土體的結(jié)構(gòu)造成破壞,從而可能產(chǎn)生流砂、管涌等現(xiàn)象。
。2) 由于地下水位下降引起的隧道工程危害
造成地下水位降低的因素也是多種多樣,較為常見的是由于人為的因素造成,比方說地下水的過度開采、河流筑壩等人為因素,造成地下水的大量缺失,而這也會(huì)使得工程產(chǎn)生地裂、地面下沉等現(xiàn)象影響工程質(zhì)量,地下水的過度開采還會(huì)給環(huán)境帶來一定的影響,對(duì)人們的正常居住以及原有建筑物的穩(wěn)定帶來影響。
。3) 地下水頻繁升降對(duì)隧道工程造成的危害
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí),不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的積極交替,會(huì)將土層中的膠結(jié)物中的鐵、鋁等成分淋失,由于土層失去了膠結(jié)物,這就會(huì)使得土質(zhì)變得較為松動(dòng)。由于含水量的孔隙比逐漸增大,就會(huì)造成壓縮的模量和承載力逐漸降低,這就會(huì)給隧道工程在處理和選擇上帶來極大的麻煩。
2.2.2 地下水動(dòng)壓力作用引起隧道工程危害
由于地下水在天然的情況下,動(dòng)水壓力的作用較為薄弱,在一般情況下基本是不會(huì)造成什么危害的。但是如果在人為的狀態(tài)下進(jìn)行工程活動(dòng),就會(huì)改變了地下水的天然動(dòng)力平衡條件,在一些較為嚴(yán)重的移動(dòng)動(dòng)水壓力作用下,就會(huì)引起嚴(yán)重的隧道工程危害,例如流砂、管涌、基坑突涌等。總之,水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。
2.2.3 水文地質(zhì)變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響
隧道和礦山坑道等長期大量涌水或大量排放地下水,造成工程地區(qū)含水層被疏干,是生態(tài)環(huán)境惡化,主要表現(xiàn)為:地表水枯竭、生活、工農(nóng)業(yè)用水缺失、地表沉降、土壤沙化、建筑物受到損害。而且對(duì)工程造成的危害主要表現(xiàn)為:對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)的腐蝕、沖蝕;長期浸泡引起的道路翻漿;拱部嚴(yán)重漏水對(duì)隧道內(nèi)部設(shè)施的損壞等等。
一旦隧道水文地質(zhì)調(diào)查疏忽或是缺少細(xì)節(jié),在隧道施工階段就會(huì)遇到各種各樣的問題,很多突發(fā)的涌水、漏水不僅增加的建設(shè)成本,而且大大降低了施工安全性。若是在水底隧道出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,嚴(yán)重的會(huì)造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。每年花費(fèi)在防排水修復(fù),養(yǎng)護(hù)方面的資金巨大,有的隧道甚至因?yàn)樗臈l件過于惡劣而在運(yùn)營之后幾年便停止運(yùn)營了,所以從上述可以得到水文地質(zhì)對(duì)于隧道勘測設(shè)計(jì)重要性很大。
結(jié)語
水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。隧道工程對(duì)環(huán)境水文地質(zhì)條件及周圍的生態(tài)環(huán)境會(huì)帶來程度不同的影響。因此,我們認(rèn)為,今后在新建隧道等地下工程時(shí)要認(rèn)真開展隧道水文地質(zhì)環(huán)境變化規(guī)律及其對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的評(píng)估這一重要工作。
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