隧道建設(shè)對(duì)水環(huán)境的影響及其對(duì)策

郭志湘

（中鐵四局第五工程有限公司）

前言

近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，地下工程的建設(shè)進(jìn)程得到了全面的推進(jìn)。以隧道工程為代表的地下工程，得到了大力地開發(fā)與建設(shè)。從實(shí)際建設(shè)角度上來看，隧道工程的大力開發(fā)與建設(shè)在極大程度上有效縮短了行程里程，尤其對(duì)于山區(qū)等復(fù)雜地形的地域而言，具有重要的建設(shè)意義。然而，隧道工程在實(shí)際的施工當(dāng)中，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不同程度的干擾與破壞，使得建設(shè)區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重失衡。從目前已有的隧道工程來看，隧道建設(shè)主要是通過干擾水環(huán)境而造成嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)失衡，如隧道在開挖的過程中嚴(yán)重破壞原有的水平衡，產(chǎn)生的后果比較嚴(yán)重，值得我們引起高度重視與研究。

1 隧道建設(shè)產(chǎn)生廢水的原因

隧道建設(shè)在實(shí)際的施工中，會(huì)產(chǎn)生大量的施工廢水與隧道涌水。施工廢水主要源于隧道穿越不良地質(zhì)單元或者清洗施工設(shè)備等方面而產(chǎn)生的廢水資源。而隧道涌水主要是指隧道在建設(shè)的過程中，常常因開挖工作而形成大量的臨空面，使得巖體的滲透系數(shù)不斷增大，極大程度上改變了原來天然滲流場(chǎng)的平衡性，因而產(chǎn)生了隧道滲水或者涌水。無論是哪個(gè)方面來講，施工廢水與隧道涌水的出現(xiàn)，無疑是對(duì)施工區(qū)域的地下水環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，且對(duì)工程的營運(yùn)水平也會(huì)造成一定的不利影響[1]。

2 隧道建設(shè)對(duì)水環(huán)境的具體影響

2.1 地下水資源嚴(yán)重匱乏

在實(shí)際的施工階段，大量的涌水與施工廢水會(huì)對(duì)地下水系統(tǒng)的平衡造成一定的破壞影響。主要表現(xiàn)在：隧道涌水與施工廢水的大量存在極大程度上會(huì)造成地下水儲(chǔ)存量的大量消耗，使得降落位不斷地進(jìn)行擴(kuò)充，且搶奪其影響范圍內(nèi)的補(bǔ)給增量，這種情況的出現(xiàn)會(huì)直接導(dǎo)致地下水滲流場(chǎng)與補(bǔ)排關(guān)系發(fā)生明顯的變化，繼而會(huì)造成地表井泉嚴(yán)重干枯的情況，甚至?xí)l(fā)河溪斷流等災(zāi)害情況，嚴(yán)重造成地下水資源匱乏的現(xiàn)象。

2.2 水位發(fā)生下降，影響植被生存

當(dāng)隧道進(jìn)行開挖工作時(shí)，會(huì)使得地下水水位在局部的位置或者整體的位置上發(fā)生明顯的下降，容易造成地下水漏失的情況。而對(duì)于附近的植物而言，土壤水分是決定植物生長發(fā)育的主要因素，而地下水在一定程度上是影響土壤含水率的關(guān)鍵因素。然而在隧道建設(shè)的影響之下，地下水的含量會(huì)受到施工的影響，發(fā)生明顯的降低，這就直接導(dǎo)致地下水供給植物根系水分的水平嚴(yán)重下降，相對(duì)而言植物的生長會(huì)受到嚴(yán)重的抑制，久而久之會(huì)出現(xiàn)停止生長、萎蔫等不良現(xiàn)象[2]。

2.3 引起地面沉降或塌陷

隧道在實(shí)際的排水的過程中，會(huì)引起上覆松散土層有效應(yīng)力發(fā)生改變的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)水壓力發(fā)生嚴(yán)重的增加，地下水位明顯下降。一旦出現(xiàn)地下水位明顯下降的情況，往往會(huì)引發(fā)地面沉降或者塌陷等安全問題。以京廣線大瑤山隧道建設(shè)為例，應(yīng)隧道突發(fā)大量的涌水，導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)了大量的塌洞與陷坑，影響的范圍高達(dá)幾千米，由此可以看出隧道建設(shè)對(duì)該地水環(huán)境的平衡性會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

3 降低隧道建設(shè)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生不利影響的主要對(duì)策

3.1 注重實(shí)行繞避對(duì)策

在隧道工程建設(shè)期間，經(jīng)常會(huì)遇到涌水地段，而此些地段多發(fā)生在張性斷裂地區(qū)、結(jié)構(gòu)復(fù)合地帶、背斜軸地帶、向斜軸地帶、透水性較強(qiáng)地帶、非整合地帶、地表水資源匯集地帶、盆地、洼地、巖溶發(fā)育地帶、古礦井及古河床松散地帶等，因此在實(shí)際施工的過程中，工作人員應(yīng)注意繞避此類的地區(qū)，有效防止其與地表水或者周遭含水層聯(lián)系時(shí)出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，對(duì)隧道施工及工程后期投入使用造成的嚴(yán)重影響[3]。

3.2 做好前期的勘察工作

在隧道施工過程中，也會(huì)出現(xiàn)施工線路無法繞開涌水地帶的問題，故相關(guān)管理部門就應(yīng)在實(shí)際建設(shè)前期及建設(shè)過程中，采用適當(dāng)應(yīng)對(duì)措施，從而降低水環(huán)境對(duì)隧道工程建設(shè)期間造成的影響。具體而言，工作人員應(yīng)在工程建設(shè)前期做好的細(xì)致的勘察工作，針對(duì)施工地區(qū)地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、隧道施工處的地層巖性、地質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、地下水資源的源頭及支流分布情況、水資源排泄特征及規(guī)律、水體涌出情況、地表水資源分布、地表水環(huán)境與隧道工程施工位置的關(guān)系、隧道工程周邊居民居住環(huán)境及用水情況、隧道工程實(shí)際土地資源利用情況等方面進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，確?？辈鞌?shù)據(jù)及信息真實(shí)有效，且能夠全面體現(xiàn)出地區(qū)間的水環(huán)境特征，并為后期有針對(duì)性的選擇及制定防排水方案起到重要的參考作用。

3.3 增強(qiáng)對(duì)施工階段滲水及涌水問題的監(jiān)控力度

為從根本上降低施工場(chǎng)地水環(huán)境對(duì)隧道工程建設(shè)造成的不良影響，切實(shí)提升隧道工程建設(shè)效率及后期投入使用將階段的質(zhì)量，現(xiàn)階段相關(guān)管理人員也應(yīng)將工作的重點(diǎn)放在增強(qiáng)對(duì)施工階段滲水及涌水問題的監(jiān)督力度上，針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)所即將出現(xiàn)涌水現(xiàn)象的施工地段進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，并委派經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員，及時(shí)觀測(cè)及記錄下涌水位置、涌水狀態(tài)、涌水量的大小、涌水期間的水體的形態(tài)變化、涌水期間水體泥沙含量、涌水對(duì)周圍地面及巖體的腐蝕情況等方面，并為后期對(duì)涌水及滲水現(xiàn)象進(jìn)行綜合治理與施工風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。

3.4 強(qiáng)化超前地質(zhì)預(yù)報(bào)水平

在降低及改善水環(huán)境對(duì)隧道工程建設(shè)階段造成的不良影響時(shí)，相關(guān)工作人員也應(yīng)在日常的工作中注重強(qiáng)化超前地質(zhì)預(yù)報(bào)水平，適當(dāng)應(yīng)用TSP、TST、地質(zhì)探測(cè)雷達(dá)等超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)，結(jié)合隧道工程實(shí)際建設(shè)情況及建設(shè)需要，在隧道掘進(jìn)階段更好的巖體自身的形態(tài)、巖體規(guī)模、巖體發(fā)育程度、涌水地段具情況、涌水地段的強(qiáng)度及水壓等地質(zhì)及水文信息，從而更好更快的進(jìn)行多角度超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的，并為后期進(jìn)一步完善與優(yōu)化隧道整體防排水方案做好萬全的準(zhǔn)備工作。

3.5 合理地設(shè)計(jì)與規(guī)劃防排水方案

就目前來看，隧道工程的防排水方案主要分為三種：①以房排水為主的方案；②以堵水為主的方案；③以控制為主的防排水方案。而此些方案在實(shí)際應(yīng)用的過程中也各有千秋，因此相關(guān)管理部門就應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的具體情況的，合理設(shè)計(jì)與規(guī)劃防排水方案，并在保障防排水方案能夠起到較高的防排水效果的前提下，優(yōu)先選擇最具經(jīng)濟(jì)效益的方案，實(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)利益最大化[5]。

4 結(jié)論

總而言之，通過對(duì)隧道建設(shè)對(duì)水環(huán)境的影響及對(duì)策進(jìn)行分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，隧道工程施工所產(chǎn)生的廢水具有堿性及高懸浮等特征，同時(shí)如若不對(duì)隧道廢水進(jìn)行及時(shí)的控制及治理，其勢(shì)必會(huì)對(duì)工程周邊地表及地下水資源造成嚴(yán)重的污染，故當(dāng)前有關(guān)部門就應(yīng)結(jié)合隧道工程的實(shí)情，有針對(duì)性的選擇廢水處理方式，并在其符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)之后在進(jìn)行排放。同時(shí)在遇到涌水地段時(shí)，應(yīng)以保護(hù)自然水資源為主，制定出合理的防排水計(jì)劃，以切實(shí)推動(dòng)隧道工程自身可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。

[1]高飛.天坪寨隧道地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2013.

[2]史志翔.寶漢高速公路施工水環(huán)境保護(hù)研究[D].長安大學(xué)，2012.

[3]劉殊，梁剛，范慶春.公路隧道建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響分析及對(duì)策[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010，6（10）：445～446.

[4]蔣紅梅，張?zhí)m軍，丁浩.隧道建設(shè)對(duì)水環(huán)境的影響及其對(duì)策[J].公路交通技術(shù)，2010（05）：144～147.

[5]付宏淵，吳維，何忠明，秦艷琪.巖溶區(qū)隧道施工對(duì)路域水環(huán)境的影響分析[J].公路與汽運(yùn)，2012（02）：190～193.