隧道地下水滲流特性分析及環(huán)境影響研究.pdf

1、隨著我國的交通事業(yè)飛速發(fā)展，隧道建設(shè)越來越多，越建越長，穿越的地層復(fù)雜多變，隧道工程作為地下構(gòu)筑物不可避免對地下水擾動和破壞，為施工帶來很多難題。隧道涌突水越來越明顯，大量輸排地下水引發(fā)一系列的地質(zhì)災(zāi)害，如地表水枯竭、地面塌陷、地表沉降等。一味的排水已經(jīng)不能滿足隧道施工和環(huán)境保護要求，因此無論是從環(huán)境保護還是從施工安全角度對地下水的滲流場研究都是很有必要。
　　論文以重慶軌道交通六號線二期中梁山隧道為工程背景，在調(diào)查和分析隧址區(qū)工

2、程地質(zhì)基礎(chǔ)上，采用Vis ua l Mod flo w數(shù)值模擬軟件，遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等手段對隧址區(qū)地下水滲流場進行數(shù)值模擬和理論分析。
　　本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括以下方面：
　?、俑鶕?jù)調(diào)查資料，對地質(zhì)模型進行概化。隧址區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道穿越背斜、斷層等地帶。地質(zhì)模型可概化為非勻質(zhì)等效連續(xù)介質(zhì)模型；斷層屬于壓扭性斷層，導(dǎo)水性較弱，概化成隔水墻體；邊界條件盡量選取天然邊界，避免人為邊界的隨意性。概化的地質(zhì)模型與實際地

3、形相符。
　?、诓捎眠z傳算法對含水層滲透系數(shù)進行參數(shù)反演，用Mod flow模擬的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，觀測水頭作為預(yù)測值。反演結(jié)果顯示計算水頭和觀測水頭誤差較小在容許范圍內(nèi)，概化模型較準確，可用來模擬地下水滲流場。
　?、蹖λ淼篱_挖進行2年地下水滲流場模擬，結(jié)果表明降落漏斗在建設(shè)初期就以初步形成。隧道開挖排水量較大，地下水降雨補給和越流補給跟不上，前期水力梯度較大，隨著時間推移由于補給使降落漏斗變化較慢。隧道完工后降深達到63

4、m，影響范圍沿隧道軸線兩側(cè)擴展到2.5km。
　　④隧道不同高程施工對地下水滲流有明顯影響。高程越高埋深越小對地下水環(huán)境破壞越小，流失的地下水能在短期恢復(fù)。高程越低埋深越大，圍巖水頭和孔隙水壓力也就越大，地下水輸降范圍越廣，因此建議隧道位置選取應(yīng)選在含水較弱的地層，當無法避免時，可減小隧道埋深。
　?、菟淼肋\營期分別計算分析0.5年、1年、2年、3年、5年、10年、20年時地下水滲流場。結(jié)果顯示地下水位在半年內(nèi)恢復(fù)較快，2年

5、后基本達到穩(wěn)定狀態(tài)，降深從63m減小到38 m。運營初期降落漏斗與含水層周圍水力梯度較大，越流補給強度大使得地下水位恢復(fù)較快。而隧道兩側(cè)的水流向漏斗中心移動，致使影響范圍進一步擴大。隧道完工影響范圍2.5k m，到穩(wěn)定后擴大到4.1k m。隧道開挖使地下水含水層與隔水層導(dǎo)通，破壞隧址區(qū)滲流系統(tǒng)，使原來的滲流場發(fā)生變化，在隧道地表和周圍形成排泄通道，到滲流場穩(wěn)定后，地下水也難以恢復(fù)到初始水平。
　　⑥對不同排水量地下水位恢復(fù)時間進行