高速公路隧道施工对地下水环境的影响

发表时间:2021/4/28   来源:《建筑实践》2021年1月3期   作者:高光明
[导读] 对于隧道排水设计与隧道路基病害防治来说,两者都是确保隧道正常运转的主要屏障。

        高光明
        四川路桥盛通建筑工程有限公司,四川 成都 610041
        摘要:对于隧道排水设计与隧道路基病害防治来说,两者都是确保隧道正常运转的主要屏障。在设计过程中,应对设计工作高度重视,严格做好隧道防排水质量工作,在对排水功能及有效性进行兼顾的同时,也应严格对施工质量进行把控,并在养护的便捷性方面进行注意。并且,在施工过程中,应结合施工实际情况,采取相对应的措施,从而有效杜绝高速公路隧道路基病害的产生。
        关键词:高速公路隧道;地下水;环境影响
        1高速公路隧道排水设计
        1.1设计排水边沟
        地下水通常会出现静水压及动水压现象,这样会影响到高速公路的质量以及破坏高速公路的稳定性。此外,地下水通常具有一定的腐蚀性,因而会对隧道的结构形成一定危害,而且,由于混凝土大都是多孔的,周围环境存在一些侵蚀物,则会对混凝土内部进行侵染,一旦侵入混凝土内部,则会与混凝土及钢筋发生物理、化学反应,从而破坏了混凝土的结构,使其使用年限降低。
        1.2设计复合防水层
        随着高速公路建设的不断发展,隧道的修建也呈快速增长的态势。因此,为使隧道防排水工程取得更好的建设效果,在进行施工的过程中,应将施工手法、防排要求、水文条件、施工费用等因素进行综合性考虑,并采取综合整治与因地制宜相结合的原则,对隧道进行施工建设,从而为行车安全及设备正常运行提供保证。
        具体来说,复合防水层的设计是隧道防水设计中的一种方法,作为衬砌隧道防排水的一种方式,在衬砌内面进行排水设施的安装时,可以采取不开凿的衬砌方式,这样不仅使施工过程变得简单,同时工程施工量也较小。但这种方式也存在一定的施工缺陷,包括疏干围岩包含度较小,同时也较难与地下水露头部分进行对准,因此不适合在冬天使用。同时,作为常用的排水设施方式,集水钻孔、纵横及环向排水、泄水孔,包括复合式防水层的施工,都需要按照国家规定标准执行。
        1.3设计沉降止水带
        对于目前的高速公路隧道施工来说,由于长期有地下水渗流或者仰拱破裂,因此形成泥砂堵塞现象,导致引水管出现了回灌现象,进而引发了冒泥、冒水、翻浆等问题。同时,随着地下水压力与流量的不断增大,会从衬砌裂缝和施工缝等相对薄弱的环节引发渗漏现象,并且还容易使衬砌在背后形成空洞,进而对围岩的特征形成改变。再者,地下水中含有的碳酸盐,容易形成对衬砌的腐蚀现象。而地下水渗透到路基上后,再加上车辆的不断碾压,因而使路面被破坏。
        具体来说,在隧道内部不会有渗水穿透混凝土直接进入的情况,之所以出现隧道渗水的情况,主要是由于在进行混凝土施工的过程中,出现了地沉或者裂缝的现象。要想有效规避渗水问题,首先应对裂缝问题进行处理。
        较为常见的裂缝处理方法是在缝隙中放入遇水膨胀的止水条,在地形沉降的地方设置止水带。对于止水条和止水带的安装来说,首先应从厂家定制,尽量避免有接头的情况出现;对于止水条和止水带的规格来说,需要以隧道的具体情况为依托,在一切准备就绪后,就可确定安装位置,在防止偏移的情况下进行牢固安装。
        1.4利用围岩注浆堵水
        在高速公路隧道施工过程中,地下水会给隧道围岩的强度及稳定性造成一定影响,同时经过一段时间的浸泡也会对隧道的结构形成腐蚀,最重要的是地下水还会通过混凝土薄弱环节或破损部位,包括隧道施工缝、变形缝逐渐渗透到隧道内部,这会严重影响运营环境。具体来说,由于渗水会使隧道内部出现路面湿滑的现象,这样会使汽车轮胎的摩擦阻力变小,从而使行车环境更加危险,使车祸发生率有所提升。


        因此,应采取围岩注浆堵水法来解决这一问题,这种情况主要针对在隧道开挖期间,存在大量的股状突水、线状淋水、地下水上涌问题,通过对其灌注浆液的方法,对渗水缝隙进行注浆,从而有效减少围岩向隧道渗水的问题。这种围岩注浆方法更适合超长隧道,在隧道开挖后,本方法可以通过超前或径向方法对围岩进行钻孔注浆。同时,在选料方面应选用价低料源足的水玻璃浆或水泥浆,而且在注浆的时候,应随着透水区的扩大对注浆范围进行扩大,布孔范围应比透水区宽1.2~1.6m。此外,在注浆之前,为有效避免因地下水的过大压力而形成更多透水孔的问题,应在透水区中间部位多打一些泄水孔。在渗水区的情况稳定后,再逐步向四周进行注浆,然后再进行封孔。
        2高速公路隧道路基病害分析及防治
        2.1路面压实处理
        首先就应严格以施工要求为依据,对路基进行施工。第一步,应选择固化好、硬度强、具有较高稳定性的碎石料、砂性土作为路基填料。同时,在施工进程中也应处理填料的稳定性,并严格遵照施工要求,采取合理有效的方式进行施工。
        选择好填料后,就应对其进行压实处理,在进行压实的过程中,应利用分层压实方式来进行,以确保每一层填料的压实程度,从而使路基可以具有较强的稳定性、密实性及强度,以承受自然灾害的破坏及车辆荷载的破坏。
        2.2路基含水量的控制
        在路基施工过程中,首先对软土基层进行处理,为避免层与层之间出现软夹层,应对路基的含水量进行控制,这样不仅可以增强路基的稳定性和强度,同时也提升了路基压实工作质量。对于这一层面来讲,天然稠度较小而含水量较多的粘质土可以作为路基填料,同时应在原料中掺加生石灰,这是由于生石灰具有较强的吸水性,因此可以对路基进行固化,也就是说以此对原材料的性质进行改变。此外,在原料中掺入吸水性较强的树脂或膨润土也都是不错的选择。
        而对于边坡防护而言,通常采用2种模式来进行,分别是护坡防护及坡面防护,护坡防护指的是在边坡上铺砌块石、片石、预制块等材料,铺砌方法可以选择干砌或浆砌中的任何一种模式。如软土地基可采取干砌法,铺砌方式则通常采取浆砌方式;对于坡面防护来说,其主要目的是对岩石风化剥落及地表水冲刷的问题进行防护,其中以菱形或方形的石砌框格进行植被的固面模式,是较为常见的对坡面进行保护的一种方式,可以有效防止滑动及对坡面进行固化。
        2.3地面路面地下排水
        为有效对路面积水进行排出,可以采取将预制边沟放置在盲沟上的方式,在这种模式下,即便在后期养护的过程中,出现淤积问题也可用洒水车对其进行沿线冲刷,将淤积排出洞外,因此在养护方面具有较强的便捷性。
        路基盲沟的作用主要在于对基岩裂隙水进行排出,可通过在无仰拱地段增设波纹管或横向盲管的方式,对路基下的地下水进行排出。
        此外,在进行排水设计的过程中,应注意对排水沟的尺寸进行选择,进而确保对内廓断面进行选择。这种设计模式,有效实现了清浊分流的效果,适用于各级别的山岭隧道的三车道及双车道排水。但这种方式不适合运用于高寒山区,在温度较低的地区,可以结合当地的条件使用冻融线,并对中心水沟采取深埋的方式进行。具体来说,地面排水,可采取急流槽、边沟、跌水的方式来进行;路面排水是整个排水工程的重点,可采取集中排水和分散排水并举的模式;而地下排水则应通过渗井、盲沟、暗沟等方式。以上几种方式,可以有效确保地面、路面、地下的排水,从而有效减少高速公路隧道路基病害的发生。
        结束语
        综上所述,随着社会的不断发展,高速公路运输行业在我国的发展态势也十分迅猛,而作为常见的高速公路运输方式,隧道运输的施工问题也受到更多业内人士的关注。
        参考文献
        [1]西南岩溶槽谷区隧道建设的水文生态环境效应研究进展[J].吕玉香,蒋勇军,王正雄,胡伟.生态学报.2020(06)
        [2]高速高速公路隧道土建结构建设通病与后期养护对策[J].王立琛.住宅与房地产.2019(34)
       
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