隧道施工对周围水环境影响研究

【摘要】本文主要针对隧道施工的影响性展开了分析，论述了隧道施工对周围水环境的影响的主要特征和种类，同时，结合具体的工程实例，分析了隧道施工对周围水环境影响的具体情况，并提出了应对对策。

【关键词】隧道；施工；水环境

中图分类号： U45 文献标识码： A

一、前言

随着我国交通事业的发展，我国开挖的各种隧道不断增多，隧道施工的过程中，势必会对周围的环境造成影响，其中，周围水环境首当其冲，最容易受到隧道工程施工的影响。

二、隧道施工对水环境的影响

隧道工程与水环境间的相互作用链，包括水环境对于隧道工程作用以及隧道工程对于水环境反作用两方面。其中水环境对其作用主要是隧洞涌、漏水与承受水压力。在含水层开挖隧道，因其洞顶有着一定程度的地下水，导致隧道洞中产生突水及涌水现象，而后进行的隧道衬砌承受水的静水压力。而隧道工程对于水环境反作用则导致隧道洞顶环境灾害。隧道的涌排水则使得地下水逐步排干，水文地质条件不断恶化，地下水位持续下降，地下漏斗不断扩展，导致洞顶的地表水资源枯竭，水环境平衡被破坏，最终引发生态环境恶化甚至地面塌陷等自然灾害。

1、隧道排水隧道工程水质污染有2种，一是隧道内污水和混凝土搅拌厂的污水流入河流等公共水域，致使人们的生活用水PH值升高，改变水的化学成分；二是作为辅助施工法采用注浆药液流入水中。如修建隧道时，灌浆材料被用于填封岩体的裂隙，这在很大程度上导致周转泉水和溪水的污染。在高寒冻土条件下施工排水系统容易冻结，造成排水不畅，引起冻胀病害。施工时必须保证防水设施万无一失，排水系统保温设施良好，防止渗漏及病害发生。

2、地下水位下降隧道上面的一些湖泊因裂隙封闭不充分或封闭太晚致使湖水进入隧道中，或采用降水法来稳定开挖面时，发生长期大量涌水或大量排放地下水，造成该工程地区含水层被疏干，进而恶化生态环境，主要表现：地表水和泉、井枯竭；生活、工农业用水缺乏；地表沉降，土壤沙化，水土流失等。京通线某隧道及渝怀线某隧道施工中的大量涌水使地表所有泉水干枯，从而截断了该地区下游发电用的水源和农业用水及生活居民饮水，可见地下水位下降会带来严重的后果。

三、工程概况

某铁路隧道进口位于低山缓坡上，出口位于山前剥蚀残丘处，隧道全长3760m，最大埋深270m。隧道于2009年2月开始施工，2010年9月隧道主体施工完成。当地群众反映，由于隧道施工排水，致使泉水断流，影响居民生产生活，并由此产生纠纷，影响后期施工。因此，隧道施工对周围水环境是否产生影响，影响程度和范围如何，是该工程施工过程中亟待解决的问题。

四、地质环境

工程所在地区属于暖温带半湿润大陆性季风型气候，多年平均降水量687.11mm。降水在时空分布上不均匀，集中在6月―8月，占年降水量的75%，多以暴雨形式出现，容易引发洪涝灾害。区内无大的河流经过，当地居民在山区冲沟中拦水建坝，修建很多蓄水坑塘，用于灌溉或养殖。

该地区主要地貌类型有构造剥蚀低山丘陵区和剥蚀堆积山间洼地区两种:构造剥蚀低山丘陵区分布于区内中部地段，由不同时期的基岩组成，山体呈NNE向或近于SN向展布，沟谷狭窄陡立，多呈“V”字形，山坡较陡，山脊呈犬牙交错状，隧道呈近东西向穿越山体;剥蚀堆积山间洼地区分布于李柳河沟谷洼地，银铜峪洼地及东部山前洼地中，由Qdl+pl3坡洪积物组成。地形起伏或呈倾斜状，冲沟发育，并有残丘、残山分布。

工作区出露地层主要为的燕山期岩浆岩(晚侏罗纪)及山前坡洪积物Qdl+pl3和冲洪积层Qal+pl4。燕山期岩浆岩广泛分布于工作区中部地带，岩性主要为斑状花岗岩及花岗岩。另外，在小所各庄至下荆子水库一带和旧县出露有太古界单塔子群白庙组(Arb)变质岩和侏罗系上统白旗组(J3b)安山岩。工作区没有大的地质构造，主要以较小的断层及构造破碎带为主，节理裂隙较为发育，以NE30°～50°和NW310°～330°两组垂直节理为主。

降雨是本区地下水形成的主要因素，项目区第四系松散岩类孔隙潜水赋存在Q3，Q4的砂砾、碎石、漂砾石中，有统一水位，水力联系密切。基岩裂隙潜水主要赋存于节理裂隙及破碎带中，受其控制，含水体不均一，且不连续，无统一水位，以下降泉的形式排泄流入冲沟。工作区整体均是补给区，呈现出补给快、径流短、补排一体的特征。

五、隧道施工对周围水环境影响分析

长时期的地质历史演变过程，造就了不同的地质地貌和地质构造特征，而不同的地质地貌和地质构造特征又导致了不同的水文地质特性的差异。基岩地区，这种特性更加明显。

该段地层岩性为斑状花岗岩，垂直节理发育，主要为NE30°～45°和近东西向两组，在冲沟的下段裂隙多闭合，中上段尤其在冲沟顶部裂隙呈张开状，宽度0.5～1.0m，大的可达2.0m，见图3和图4。隧道穿越几条冲沟，沟底距隧道顶板30～40m，基岩破碎，风化强烈，形成基岩裂隙水渗透进入隧道的良好通道。隧道施工时，由于改变了原有的基岩裂隙水的流场，加快了上段基岩裂隙水的下漏，并截留向下流动的部分基岩水，造成上游补给水量流失，下游补给水量减少。

洞内水量监测和施工地质描述也反映了同样的情况。洞内监测显示，该段洞壁潮湿阴漏明显，中间排水沟中水量明显增多。现场施工调查描述资料显示，该段基岩风化，呈碎块，节理发育，开挖后不能自稳，局部坍塌，水量较大，且部分地点夹泥。物探资料也显示该段基岩破碎，含水。

隧道勘测单位在2008年冬季对隧道附近25个井泉进行了现场调查，其中第20号～第25号井泉就位于这一较大冲沟中，当时都有泉水流出。

该冲沟中下段两侧植被茂密，杂草丛生，沟内主要以油栗、核桃为主，少量油栗由于没有加强病虫害防治树叶发黄，其他树木长势良好，山坡以松树为主，农作物成片种植，以红薯、花生、玉米、谷类为主，农作物长势良好。隧道穿过的地段，地势开阔，较为平缓，古树参天，风景怡人。冲沟的中上段，尤其在第156号地质调查点(标高为235m)以上，植被以松树为主，长势良好。

据当地居民反映，该冲沟以南3条冲沟原来总没有水，只是在下雨时，沟中有水，雨后就马上断流了。萝卜园大队南侧的冲沟一年四季有水，现在仍然有水，水量没有变化，隧道施工影响不到这里。通过对该沟的实地调查，与居民反映情况一致。

综上所述，隧道施工对该冲沟产生一定影响，造成部分井泉水量减少甚至断流。影响范围:冲沟纵向延伸方向上游至松林与果树林分界，距隧道约300m，下游至125m等高线附近，距隧道约350m。

六、隧道施工产生水环境问题的防护措施

1、水土流失和植被破坏

施工过程中的水土流失和植被破坏主要表现在进出洞口的施工。由于隧道洞口的安全非常重要，所以，当洞口地质条件不太理想时，设计者和建设者为了使施工变得简单，通常将相当范围的覆盖层以路堑的方式清除，或采用先开挖后回填的明洞方式。这样会带来不利的影响。为了避免上述问题的发生，首先，在线位确定以后，结合现有的施工技术设备和地形地质条件，尽早暗挖进洞，减少边仰坡的暴露程度,，这样可能增加施工难度，但能够减小边仰坡的暴露高度。从而减少水土流失和植被破坏，对洞口自然环境的保护和保持相对有益。

2、隧道施工废渣

（一）在隧道施工的过程中，要根据其地形和地貌，合理的规划施工弃渣场，并相应的提出植被覆盖、防止水土流失和挡墙等先进技术的措施。

（二）在隧道施工过程中，要合理的利用必要的科技手段和科技力量对隧道的开采实行动态管理。在地质的构造过程中，不同的底层，岩石成分也是不同的，铁矿石、煤、铜矿等有色金属矿藏在隧道的施工过程中，也会时而出现铁矿石、煤、铜矿等有色金属矿藏，其废渣会时而出现，这些都可以作为可利用的物质。在这些物质中，也会有放射性的有害元素。对于这部分的渣体，需充分的利用科技手段来进行处理,否则对人体和地下水造成污染是不可避免的。

3、施工污水和对地下水的破坏

隧道施工排出的废水，一般情况下来说已经被油脂污染，所以说这些废水大多都是强碱性的。如果对其排放，就有可能污染附近的河流，进一步污染饮用水。在隧道的施工过程中，隧道排水为暂时性的，可以采用既简单、又经济的处理方法。

（一）隧道施工的废水要按照有关要求先做沉淀及生化处理，达到排放标准后，再排入不外流的地面表层水体，严格杜绝在施工现场附近形成积水洼地。

（二）采取隔油过滤等有效措施，对施工废油、废液进行严格处理，不超标排放，以免污染周围水环境。

七、结束语

综上所述，必须要更加深刻的认识到隧道施工对周围水环境的影响，不断提高隧道施工的科学性和合理性，尽量降低隧道施工对周围水环境的影响程度，提高隧道施工的生态保护性。

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