理论教育 交通工程隧洞岩溶涌水处理研究

交通工程隧洞岩溶涌水处理研究

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:在国内外交通隧道工程中,对岩溶地下水的处理主要分为排导方式、排堵结合和全封堵方式。随着地下水环境脆弱的岩溶地区隧洞修建日益增多,上述问题愈发突出,“以排为主”的无限制排水原则对岩溶地区水文地质环境带来的恶劣影响,已不能适应我国经济和社会发展中“绿色生态工程”的需要。

交通工程隧洞岩溶涌水处理研究

在国内外公路、铁路及市政隧道特大事故中,岩溶涌水事故在死亡人数和发生次数上均居前列,由此带来的人身伤亡和经济损失极为惨重,因此,岩溶涌水防治成为市政及公路、铁路隧道建设和运营期不可或缺的重要环节。在国内外交通隧道工程中,对岩溶地下水的处理主要分为排导方式、排堵结合和全封堵方式。排导方式主要用于深埋隧道,可以使作用在衬砌上的外水压力折减,从而使衬砌结构设计更加经济,但需处理好地下水排放量的控制问题,以降低施工期和运营期排水费用,同时尽量减少对岩溶环境水文地质环境的影响。全封堵方式由于衬砌要承受同地下水水头基本相当的外水压力,一般适用于埋深较浅、地下水位较低的隧道;如对于城市地铁等浅埋隧道,由于埋深浅、水位低,有条件通过加强衬砌结构、灌浆封堵防治地下水。根据国内外经验,通常情况下,当地下水水头小于60m时,宜采用全封堵方式;当地下水水头大于60m时,宜采用排导方式,并通过灌浆固结圈进行堵水,“堵”是为了控制地下水的排放量,“排”则是为了降低作用在隧洞衬砌上的外水压力。这种依靠灌浆固结圈控制渗水量,并将渗水通过排导衬砌排入隧洞的防排水方式,称为“堵排结合、限量排放”,在日本青函海底隧道(水头高度240m)以及挪威OSLOFJORD海峡隧道(水压1.2MPa)等工程中得到了广泛应用。

长期以来,为了避免或减弱岩溶地下水对隧道结构的作用,保证隧道主体结构安全,我国交通隧道工程大多按照“以排为主”的原则建造,而忽视了隧道建设对环境产生的负面影响,造成工程地区含水层被疏干,生态环境恶化,严重影响隧道周围人民的生活和生产建设,例如京广线大瑶山隧道、南岭隧道,京通线桃山隧道、襄渝线中梁山隧道等。随着地下水环境脆弱的岩溶地区隧洞修建日益增多,上述问题愈发突出,“以排为主”的无限制排水原则对岩溶地区水文地质环境带来的恶劣影响,已不能适应我国经济和社会发展中“绿色生态工程”的需要。进入21世纪,生态环境保护和隧道长期运营的稳定受到越来越多的重视,随着隧道衬砌结构强度的提高和灌浆技术的发展,国内学者又提出了“以堵为主,堵排结合”的治理原则,通过采用预灌浆和揭露后灌浆的方法,封堵主要导水通道,在隧道轮廓线外形成隔水帷幕,尽可能恢复原地下水环境,同时提高隧道的衬砌结构强度,通过预留管道将地下水集中排入原岩溶管道,或设引排管将壁后少量渗水引入隧洞的排水系统,减少灌浆后水头升高对隧道衬砌结构的影响。“以堵为主,堵排结合”的防治水方法已在贵阳市城市轨道工程地下隧道、龙潭隧道、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道等得到了广泛应用,并取得了很好的效果。(www.daowen.com)

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