宝石岭隧道水环境效应与注浆治理研究.pdf
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1、水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 S2 期Water Resources and Hydropower Engineering Vol.54 No.S2丁蔚,陈子扬,刁浩宇,等.宝石岭隧道水环境效应与注浆治理研究J.水利水电技术(中英文),2023,54(S2):215-219.DING Wei,CHEN Ziyang,DIAO Haoyu,et al.Study on water environment effect and grouting treatment of Baoshiling TunnelJ.Water Resources and Hydropower Eng
2、ineering,2023,54(S2):215-219.宝石岭隧道水环境效应与注浆治理研究丁 蔚1,陈子扬2,刁浩宇2,乐 玲2,陆从山2(1.安徽省交控建设管理有限公司,安徽 合肥 230041;2.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092)收稿日期:2023-06-29基金项目:安徽省交通控股集团科技项目(JKKJ-2020-10)作者简介:丁 蔚(1989),男,高级工程师,硕士,从事桥梁隧道工程绿色建造与地下水保护方面工作。E-mail:dingweimail 摘 要:经济社会的高质量发展对隧道工程的环境效益提出了更高要求。以宝石岭隧道 K60+160K60+180 段涌水为工
3、程背景,首先归纳整理了隧道涌水引起的地下水位下降、地表塌陷、房屋开裂等水环境负效应;其次进行注浆参数设计和注浆施工,注浆圈厚度 4 m,浆液为 1 1 水泥浆添加 3%水玻璃;最后通过涌水量、地下水水位、隧道衬砌承载力检验了注浆效果。结果表明,涌水量由注浆前的 12.53 m3/(dm)下降到 2.41 m3/(dm),降幅达到 80.8%;地下水水位由注浆前的大于 20 m 逐渐上升至约 15 m;初衬外水压力降幅达 68.6%,安全系数大于 2.0;可见注浆后涌水量和衬砌外水压力大幅降低,地下水位得到了恢复,注浆堵水限排的效果明显。研究成果为隧道开挖引发的水环境效应的治理提供了一定的借鉴。
4、关键词:隧道;地下水;水环境效应;注浆DOI:10.13928/ki.wrahe.2023.S2.035中图分类号:U455.49文献标志码:A文章编号:1000-0860(2023)S2-0215-05Study on water environment effect and grouting treatment of baoshiling tunnelDING Wei1,CHEN Ziyang2,DIAO Haoyu2,LE Ling2,LU Congshan2(1.Anhui Transportation Holding Construction management Co.,Ltd.,
5、Hefei 230041,Anhui,China;2.Department of Geotechnical Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China)Abstract:The high quality development of economy and society puts forward higher requirements for the environmental benefits of tunnel engineering.Taking the water inflow of section K60+160K60+1
6、80 of Baoshiling Tunnel as the project background,the negative effects of water environment such as groundwater level drop,surface collapse and house cracking caused by water in-rush are summarized.Secondly,the grouting parameter design and grouting construction are carried out.The grouting ring thi
7、ck-ness is 4 m,and the slurry is 1 1 cement slurry with 3%water glass.Finally,the grouting effect is tested by the water inflow,groundwater level and bearing capacity of tunnel lining.The results show that the water inflow decreases from 12.53 m3/(dm)before grouting to 2.41 m3/(dm),a decrease of 80.
8、8%.The groundwater level gradually rises from more than 20 m before grouting to about 15 m.The water pressure drop outside the initial lining is 68.6%,and the safety factor is greater than 2.0;It can be seen that the water inflow and the external water pressure of the lining are greatly reduced afte
9、r grouting,the groundwater level is restored,and the effect of grouting is obvious.The research result provide some reference for the treatment of water envi-ronmental effects caused by tunnel excavation.Keywords:tunnel;groundwater;water environmental effects;grouting512丁 蔚,等/宝石岭隧道水环境效应与注浆治理研究水利水电技术
10、(中英文)第 54 卷 2023 年第 S2 期0 引 言0 引 言 截至 2022 年底,我国公路隧道共 24850 座,总里程达 26784 km1。经济社会的高质量发展对隧道工程的环境效益提出了更高要求,2021 年 10 月国务院颁布了地下水管理条例2,对地下水进行专门的立法保护。随着高速公路网向山区的不断拓展,隧道施工及运营环境变得越发敏感复杂,其对周边地下水环境影响问题也在增多3-7,促使隧道建造引起的地下水环境问题越来越受到广泛关注。一方面地下水是诱发隧道灾害的重要原因8-11,会造成隧道渗漏、衬砌失效等灾害,另一方面隧道建造常常会造成隧道周边水资源流失、水位下降、生态环境恶化等
11、不良影响12-15。例如,京广铁路衡阳至韶关段隧道,在施工期间多次引发周边地下水位下降和隧道涌水,对当地地下水环境和人居环境都造成了较大不良影响;武广客运线隧道建设期大量排放地下水造成金沙洲区域地下水环境破坏和经济损失;内昆线新寨隧道进口段发生突涌水导致施工机械掩埋和地表泉眼枯竭;京通铁路桃山隧道施工大量排水,导致隧址区所有泉水干枯,直接影响附近的发电用水和灌溉用水。若为了减少地下水排放,降低对周边地下水环境影响往往会采用“以堵为主”的设计方案,施工成本通常较高且对于高水压山岭隧道难以适用。因此,隧道防排水设计理念由原来的“以堵为主”逐步转变为“以堵为主,限量排放”来处理隧道工程与地下水环境的
12、关系,以保证既不破坏地下水生态环境的同时又满足隧道结构安全性,实现经济又环保的目标。1 宝石岭隧道涌水及水环境效应1 宝石岭隧道涌水及水环境效应1.1 工程概况 宝石岭隧道是德州至上饶高速公路(G3W)的控制性工程,位于安徽省黄山市祁门县境内,为分离式特长隧道,隧道左幅长3 933 m,最大埋深364 m,右幅长3 931 m,最大埋深366 m。隧道岩性主要为灰岩和花岗岩,如图 1 所示,第四系覆盖层较厚,下伏基岩风化强烈,岩体破碎-较破碎,节理裂隙发育,灰岩地层溶沟、溶槽较发育。图 1 宝石岭隧道纵断面隧址区植被发育,有民房分布,下穿宝溪村,如图 2 所示。隧址区地貌为皖南中低山区,地形以
13、低山丘陵为主体,山体陡峻,山脊线多沿西北东南南北向展布,山顶呈尖或尖圆形,锯齿状山脊,山坡坡度一般 3045。隧址区属于中亚热带湿润季风气候区,气候温暖湿润,日照充足,季风明显,四季分明,雨量充沛,多年平均降水量 1 494.91 701.6 mm。图 2 宝石岭隧道穿越宝溪村平面1.2 隧道涌水 2020 年 12 月,宝石岭隧道 K60+160K60+180 段发生突涌水灾害,掌子面的导坑右侧的拱脚处出现涌水,出水量约 45 m3/h,水质混浊夹带泥沙,涌水段掌子面属于 IVb 级围岩,现场立即停止施工,进行超前地质勘探后表明该位置裂隙水较丰富。2020 年 12 月19 日涌水从浑浊转为
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