重庆岩溶山区隧道工程地下水环境负效应演化规律研究

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近年来,为缩短城市间交通距离,方便人民群众出行,重庆四山地区(缙云山、中梁山、铜锣山、明月山)已建及在建的隧道达50余条,未来规划隧道50余条。由于大部分隧道穿越岩溶地区,隧道工程建设曾诱发过区域地下水位下降、地表水干枯、地面塌陷、地裂缝、土地利用功能下降、建筑变形损坏等地质环境问题,严重影响了当地居民的正常生产生活。本文以重庆岩溶山区隧道地下工程为研究对象,通过构建华岩隧道为样本的典型岩溶山区隧道渗流场概化模型,采用Visual Moflow地下水分析程序通过数值模拟研究了不同隧道埋深及排水量等条件下隧址区地下水渗流场演化特性,同时通过建立隧道工程地质环境负效应评价指标体系获得了以下几点认识:(1)华岩隧道修建将导致隧址区地下水水位下降,形成了地下水降落漏斗。地下水输降范围与时间有关,在施工期结束后,在隧道轴线正上方两侧约250m范围,地下水位逐渐上升,而隧道轴线两侧250m外的区域地下水位则会随着时间继续下降直到稳定,使得地下水降落漏斗逐渐扩大。同时当拟建工程周边已存在地下工程时,二者叠加影响将加大地下水输降程度和范围。(2)对于穿越单斜构造和川东隔挡式构造山的隧道工程随着隧道底板标高的增大,隧道围岩所承受的水压减小,地下水最大水位降深减小,减小程度大致与隧道高程呈线性关系,同时隧道综合水力传导系数主要由隧道注浆堵水性能决定,随着隧道水力传导系数的增加,地下水输降范围和地下水降深增大。(3)隧址区最大水位降深随着时间的推移有所上升,地下水在一定程度上有所恢复,但恢复区域较小,仅在隧道两侧500m范围,且恢复时间随着堵水能力的提高而缩短,一般情况隧道完工后前两年,地下水位上升较快,随后2-5年内,上升速率变慢并逐渐趋于稳定。(4)对隧址区地下水环境影响时间较长,最长时间将超过10年。隧道工程对地下水的影响范围一般为3-5km,为避免叠加影响,选址时应尽量避开已有地下工程。(5)通过武隆隧道工程建设地下水环境负效应评价研究,地质环境负效应较严重区主要为隧道轴线两侧0.5km范围的石灰岩地层区,地质环境负效应中等区面积较广,主要为隧道轴线两侧0.5~4km范围内的石灰岩及砂岩地层区,其中砂岩区内的地质环境负效应相对较弱,地质环境评价结果分区与实地调查影响较轻区域较为吻合。
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