地下水對山嶺隧道施工的影響及防治措施研究

王兆明

（中交路橋華北工程有限公司，北京100100）

1 引言

山嶺隧道是地下建筑，所以該工程具備一定的隱蔽性，并且施工的過程及工序也相對較為復雜。地下水問題也是一直以來影響山嶺隧道施工的主要因素。因為地下水產生的活動及作用能夠在很大程度上改變隧道內部的水環境，從而影響山嶺隧道的穩定性。因此，就地下水對山嶺隧道施工所造成的影響及防治措施進行分析有著非常重要的現實意義。

2 地下水對隧道工程的危害

地下水所產生的活動及作用是非常關鍵的，絕大多數的隧道工程事故都是由地下水的作用所引發的。在施工期間，隧道在通過巖溶裂隙、斷層破碎帶時會與地表水或者地下水產生一定的水力聯系。而隧道在建設時需要穿過大型溶洞時，山嶺隧道會逐漸被分割成單獨的水力聯系單元，這樣能夠直接對隧道建筑的安全性、使用周期以及耐久性等造成影響。

3 地下水對隧道施工的影響

3.1 對山嶺隧道造成的直接影響

我國地勢多為險峻復雜類型，導致山嶺隧道在施工過程中經常會出現涌水冒泥的現象。在這樣的施工環境下，一旦發生地下水災害，隧道建設將面臨停工，停工時間少則幾月，多則幾年，在很大程度上降低了隧道施工的效率和收益。在查閱資料時發現，我國80%的山嶺隧道在施工過程中都會遇到地下水災害[1]。由此可知，地下水對于山嶺隧道施工來說有著極為重要的作用。一般造成坍塌的原因有2 方面：一方面是圍巖存在易碎性；另一方面則是圍巖的應力重分布或者爆破山體時產生的震感推動了失穩進程，導致地下水發生了作用。

3.2 對山嶺隧道造成的間接影響

隧道中的地下水的長期存在會對建筑體產生一定的腐蝕性，所以地下水的存在會在不同程度上對隧道造成腐蝕。其所具備的腐蝕作用是不容小覷的，能夠通過不斷地侵蝕導致地下水形成一定的侵蝕性，這種特性一旦與混凝土等成分相結合就會產生一定的化學反應，揮發出很多具備可溶性鹽以及膨化性鹽的物質。長期處于高滲透的環境之下，膨化性鹽會逐漸導致混凝土變得松弛，而可溶性鹽則會致使混凝土出現移動變遷的現象，時間長了就導致山嶺隧道結構發生崩塌，嚴重時會引發較大的坍塌事故。

3.3 分布規律對山嶺隧道造成的影響

氣候變化、巖性結構、人類活動以及地勢等因素都會對山嶺隧道中地下水的水位、質量及噸數造成影響。儲水容量與蓄水結構的好壞與山嶺隧道的巖性構造方面有著直接的聯系。而當地的氣候環境、地勢等因素能夠直接決定地下水的排泄以及補給徑流。這些因素之間密切聯系，促使地下水在山嶺隧道中形成了一定的分布規律。由于山嶺隧道的挖掘工程是集水通道形成的一個緩慢過程，這個過程破壞了原生態的地下水環境，地下水向人為的方向滲透，嚴重地擾亂了自然規律。

4 山嶺隧道施工對地下水的防治措施

4.1 收集山嶺隧道施工資料

對目前現有的山嶺隧道施工資料以及隧道地勘探資料等進行收集與整理，成立專門的資料收集小組，來對所有的資料數據進行整理與分析，從而與自身的工程項目特點相結合，展開合理的規劃與安排。大量的結果和經驗表明，掌握數量構造中所存在的規律特征能夠對最終的結果造成影響。所以說，在施工開始之前收集大量有關于山嶺隧道的相關資料并對施工現場的環境、地質情況等進行了解和掌握，與理論資料相融合，清楚地掌握和記憶施工現場的地形地貌，這是修建山嶺隧道的基本前提，也是最為重要的一步。相關資料的收集能夠為地質環境的了解和分析提供充足的依據。

4.2 合理地選址

在修建山嶺隧道之前，選擇合適的地理位置至關重要。在選址過程中需要對所有的影響因素展開充分的考慮，特別是地下水所有可能造成的不利影響。在選址時，應該盡量避免面積較大且易碎的區域、地形下具有暗河的區域以及巖溶發生較為頻繁的地質區域。選擇山嶺隧道的修建位置時要對該地區的地下水展開充足的考慮。因為地層中的巖性、地質構造、地勢地貌等都會對地下水造成一定的影響，并且地下水在形成期間所需的條件也略有不同。因此，在修建山嶺隧道之前需要大量地收集資料，并從中選擇出符合山嶺隧道修建條件的區域，從中選擇出合適的修建地址。

4.3 防治水層縫隙對山嶺隧道施工帶來的影響

4.3.1 孔隙水的防治措施

為了有效地緩解挖掘山嶺隧道過程中發生大量滲水現象，需要在隧道容易發生涌水的階段提前做好鉆孔測試，施工期間科學合理地應用導管、比例運算以及注漿材料等。在注漿完成第2 天需要檢查易滲漏處是否進行了加厚處理。

4.3.2 裂隙水的防治措施

裂隙水會導致隧道在斷層破碎帶發生塌方。為了妥善解決這一問題，需要選擇合適的方法對坍塌部位的內側展開加厚修補，以此來控制坍塌的范圍。對于已經發生坍塌的位置要進行及時的補救，并對整個隧道的質量情況進行檢測。盡早發現問題盡快處理，避免造成更大的損失。

4.3.3 溶隙水的防治措施

在防治溶隙水期間，可以充分利用高新技術來對不良地質和構造等進行推斷與掌握，這樣便于在施工之前準備隧道施工所需要的支護材料以及災害預防所需要的信息與資料，可以在第一時間尋找到問題的有效解決方式，避免出現停工現象，引發不必要的損失。

4.4 腐蝕性地下水的處理

在山嶺隧道施工期間需要制定好地下水的防腐措施，首先，需要考慮施工現場腐蝕環境，并展開較為詳細的分析，以地下水對隧道的腐蝕性機理作為出發點，以改善隧道抗腐蝕性能和表面防腐處理為目標，提出了以下幾項防治措施：（1）對地基展開有針對性的處理方式；（2）選擇適合山嶺隧道修建的水泥及骨料；（3）科學合理地設計混凝土配比；（4）在合理范圍內使用外加劑；（5）施工期間做好隧道的表面隔離工作。如果地下水的腐蝕性較強時，則需要對基礎、樁基承臺等處進行黏土回填，并進行夯實。

5 結語

為了保證隧道施工的安全性及施工后的安全運營工作，需要做好山嶺隧道施工資料的收集工作，展開合理的選址并針對水層縫隙對山嶺隧道施工帶來的影響進行分析，妥善處理好腐蝕性地下水的危害，確保山嶺隧道的施工可以順利完成。