隧道与隧洞的区别
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隧道与隧洞的区别范文第1篇
关键字：TSP GPR 隧道工程 地质超前预报
中图分类号：TB21 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0056-02
随着我国铁路、公路运输、隧道及水电建设南水北调引水隧洞建设的加快，隧道（洞）的勘查设计时间比较短，在隧道（洞）工程建设开发之前，很难提供足够的时间物资来用于详细的岩土工程地质勘察，况且我国目前的勘察手段、钻探等很难准确的全面的探明整座隧道（洞）工程地质、水文地质等条件，很难查明所有的不良地质作用。特别对那些埋深大（如锦屏水电枢纽引水隧洞工程，一般埋深190 km左右，最大埋深达2300 m），长度大（如南水北调引水隧洞工程穿越雅龙江—— 大渡河的分水岭隧洞长71.4 km），地质环境条件又复杂的隧道（洞）。因此隧道（洞）建设工程的超前地质预报技术的应用迫在眉前提上日程。
1 地质雷达和TSP简介
地质雷达和TSP都是目前在隧道超前地质预报中的常用方法。两种方法各有所长：TSP是长距离预报手段预报距离可以达到150 m左右，地质雷达是短距离预报手段每次探测距离在35 m左右；二者探测精度也有所不同，TSP了解大致的地质情况，在此基础上运用地质雷达进行复核，准确查明不良地质情况，长短结合，这是目前运用这两种探测技术进行超前预报的普遍做法。
1.1 地质雷达的发展应用情况简介
自20世纪80年代末以来，地质雷达的应用领域得到了迅速扩大。在采矿工程、水利水电工程、地质工程与岩土工程勘察、建筑工程、公路工程、隧道工程、管线工程、环境工程、考古等众多领域已经开始了应用。
地质雷达在矿山工程中用于探测采空区，地下水防突层厚度，渗水裂隙，破碎带，断层，溶洞，自燃区，瓦斯突出，巷道围岩（扰动区）松动圈以及采场充填体缺陷等工程灾害隐患；在水利水电工程中主要用于探测堤坝工程灾害隐患和坝基灾害调查；在地质工程与岩土工程勘察中主要用于建筑物滑坡灾害调查、基岩面探测、地基夯实加固检测、地基勘察（如地质异常、旧基础、溶洞、采空区等地质隐患探测）、溶洞灾害探测、地层分层、地质结构灾害和地下水灾害隐患探测以及地质灾害评估；在公路工程中主要用于公路路面厚度检测、公路路面密实度、地基勘察、公路路面与路基病害调查。
在隧道工程中的，地质雷达的应用较晚，在运营期它用来进行隧道病害诊断，施工期用来做质量检测对二次衬砌厚度进行评估等；另外一方面重要的应用就是施工期的超前地质预报中，近几年的应用已经获得了良好的效果并取得了很多有益的成果。
1.2 TSP简介
TSP（Tunnel Seismic Prediction）是瑞士安伯格测量技术公司于20世纪90年代初期研制开发的一套超前预报系统。该系统专门为隧道地质超前预报设计，对隧道施工、地下矿藏和洞穴都能开挖提供有效的帮助.自1994年TSP系统进入国际隧道建筑市场以来，TSP的工程应用已经超过10年。90年代初，瑞士的特长铁路隧道，20 km长的费尔艾那隧道采用TBM施工技术，为了配合TBM施工，TSP探测技术首次投入费尔艾那隧道施工中，对保证TBM施工安全起到了积极的作用。随后，TSP测量技术被世界各地的隧道工程界普遍接受并得到广泛应用。
自1994年TSP系统进入国际隧道建筑市场到今天为止，已经成功地在全球诸多国家如瑞士、瑞典、意大利、法国、伊朗、日本、韩国、等国家的公路和铁路隧道、输水隧洞、煤矿巷道等进行了上千次卓有成效的地质超前预报工作并且得到了中国的隧道工程技术人员广泛认同，并成功地应用于国内的公路和铁路隧道、输水隧洞和煤矿巷道等工程中。
2 TSP和GPR综合超前地质预报分析
电磁波传播特性要求地质雷达资料处理在相当程度上有别于弹性波的方法，这方面存在许多值得研究的课题，如地质雷达波的衰减特性与地震波有很大区别，地质雷达波与地震波在地下介质中的传播特性也明显不同。对不同隧道工程地质条件，充分考虑其地球物理特征，选择多种有效的地球物理方法进行综合勘探，结合地质构造特点对观测资料进行综合分析和解释，有助于最大限度地消除资料解释的多解性。
综合地球物理勘探解释可以是利用反映介质相同或相似特性的不同方法之间的综合解释，如地震反射资料、折射资料和天然地震资料的综合解释，也可以是反映介质不同待性的不同方法之间的综合解释，如地质雷达资料、TSP资料的综合解释。
GPR方法是利用隧道前方岩石介质界面的电磁特性差异而产生的电磁反射波进行隧道超前预报，其发射的是高频的电磁脉冲，在复杂的地质环境下，电磁波的衰减很快。在岩性较好情况下该方法仅适应于预报隧道掌子面前方SOm范围内的地质情况，一般用来探测开挖面前方10～30 m范围内及隧道周围的地质状况，属于短期超前地质预报的范畴。由于利用了高频电磁波，所以GPR分辨率比TSP要高，相应地，其地质异常定位比TSP精确。另外，由于电磁波透过空洞或溶洞以后能够继续向前传播，而地震波勘探时，前面的较大的溶洞往往会将后续地质异常遮住，形成探测盲区。
3 某隧道工程地质条件
隧道跨越了某大断裂的次生带区，洞内岩性变化频繁，地下水极为丰富。隧道经历了自稳性极差的炭质板岩、泥岩，溶洞、溶缝极为发育的灰岩及较为富水的砂岩及断层破碎带含瓦斯地层等不良地质构造。隧道两次穿越南溪河的冲积层，线路在较长地段顺冲沟而行，隧道围岩多属Ⅱ、Ⅲ类，强度较低，自稳能力差，且岩性经常变化，地质条件较为恶劣，施工难度极大。
复杂多变的地质条件常常导致勘察得到的隧道围岩与实际发现的围岩有着较大的差异（如图1）。
3.1 地层岩性
隧道围岩属上三叠统一碗水组地层，少量属路马组地层，岩性相对比较复杂，硬质岩有板岩，含炭质板岩、弱变质灰岩；超基入岩体，软质岩有砂岩、泥岩。由于受哀牢山大断裂及次一级构造的影响，隧道基本上出露灰岩、深灰色板岩和炭质板岩。表层强风化破碎，围岩范围内板岩基本上呈现出弱风化碎块状或块状，节理裂隙发育，不均匀风化，弱变质深灰色灰岩及超基入岩体为弱风化大块状，隧道围岩出现的浅黄色砂岩和紫红色泥岩属软质岩类。
地层岩性对隧道施工中地质灾害的产生具有决定性作用，特别是塌方的发生主要与岩性有关。90%以上的塌方发生在碳质板岩中。而在灰岩和砂岩中，主要表现为掉块现象，仅局部地段出现塌方。涌水的发生也与岩性有关，砂岩中一般是线状流水，板岩中一般为多处同时渗水，灰岩中则一般为线状或股状水流。由于岩性界面往往是富水部位，因而在岩性发生变化的部位也是涌水易出现的位置。
3.2 地质构造
安定向斜：由三迭系上统路马组和一碗水组组成，轴部向西北端昂起，东南段延展幅宽达24 km，岩层倾角40°～60°，次级褶皱发育，受走向断裂的干扰破坏，地层重复而构造重迭，递错，使向斜支离破碎，残缺不全。
隧道范围内有断裂穿过。断裂延伸30～90 km不等，沿断裂带常见片理岩、糜棱岩、碎裂岩、挤压角砾岩及岩石破碎带等，并有超基性岩浆岩侵入，断面多倾向北东，局部倾角450°，为压扭性构造。
区内构造复杂，断裂和节理发育。据统计，隧道内围岩中主要发育四组构造，产状分别为143°/NE/74°，80°/NW/79°，172°/NE/28°和170°/NE/76°，其中以第一组最为发育。节理的长度一般50～2250 cm，局部地段长度达3 m甚至l0 m以上。节理面一般较为粗糙，较长的节理面则较为平直光滑。
短小的节理多数闭合，而长度较大的节理缝则宽度较大，多为0.5～2 mm，最大达6～9 cm。塌方和涌水即出现在节理长度大、节理缝宽、节理面平直光滑的地段。
根据地表地质调查，下行线K255+180和上行线K255+210的地表为一常年流水河沟通过，见断层角砾岩，气孔构造的喷发岩，还有煌斑岩。上行线K255+280的地表为一山坳，两侧岩层产状杂乱。其中隧道下行线255+160～+282、上行线K255+200～+349位于两条断层的交会处，即断三角带。
3.3 水文条件
隧道磨黑端常年水位线高于隧道，上行线隧道洞顶距最高地下水位线为128 m，下行线隧道洞顶距最高地下水位线为214 m。路线区域内分布松散层孔隙水，碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水三大类。基岩裂隙水分布最为广泛，其中以碎屑岩裂隙水为主。松散层孔隙水：松散层孔隙水主要分布于第四系冲洪积和残坡积层中，在砂性土中相对较丰富，接受大气降水补给，径流排泄不畅，常年滞水，而粘性士，水量相对贫乏。碳酸盐岩岩溶水：区域出露的碳酸盐岩较少，只是在隧道部分出现了少量的灰色灰岩接受孔隙水及基岩裂隙水的补给，一般以溶洞的形式排泄。裂隙水对洞口滑坡和洞内崩塌的形成起重要作用。砂岩及灰岩中赋存有裂隙水，由于裂隙水压力的作用，水沿裂缝的楔入作用使岩体凝聚力降低，内摩擦角减小，力学强度降低，引起塌方。
总之，隧道的水文地质条件相当复杂，从某种意义上说，水已经成为影响围岩稳定的最主要的因素。
4 某隧道TSP&GPR联合探测结论
隧道K255+689～K255+539段TSP探测时，因为TSP探测在该处纵波反射能量比横波弱，反射能量分别为3.67e～4，2.42e～3，呈现反射波振幅，所以预报K255+689～K255+574段为硬岩层，在K255+605附近富水。实际施工情况K255+689～K255+574段为硬质板岩和灰岩，在K255+600处涌水量大，大1000m3/h，施工中增加了排水设施，增强了支护。
隧道挖掘到K255+600灰岩地层附近遇到岩隙涌水，随后利用GPR进行短期超前探测。得到雷达探测剖面，从剖面图上明显看到反射波振幅异常强烈，从而无需进一步的分析即可圈定涌水通道的范围。后经施工证实，K255+600处涌水通道为灰岩垂直溶隙。
参考文献
隧道与隧洞的区别范文第2篇
关键词：裂缝处理；输水隧洞
在深圳城市供水管网工程中，输水隧洞是一种较为有效的输水形式。输水隧洞的优势在于输水能力强、施工对外部环境影响小、工程造价合理等特点，因而在深圳城市供水管网中获得广泛应用。然而隧洞也存在一些缺陷与不足，维护检修也较为麻烦、不便。在隧洞各种缺陷中，裂缝是最为常见的形式。裂缝可能引起渗漏，减少输水量；混凝土二衬出现裂缝将会使其结构整体性与耐久性受到损害，进而影响隧洞使用寿命，因此裂缝问题应引起足够的重视。本文就输水隧洞裂缝产生的原因和处理方法进行了相关分析。
1 输水隧洞裂缝形式与形成原因
1.1 裂缝形式
对于钢筋混凝土衬砌的输水隧洞，根据形成原因可将裂缝分为温度裂缝、干缩裂缝、超载裂缝、钢筋锈蚀裂缝、碱骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等形式[1]。按照渗漏特征，隧洞裂缝又可分为股状渗水裂缝、线状渗水裂缝和点状渗水裂缝。以裂缝开度变化，还可分为活缝、死缝和增长缝。所谓活缝是指裂缝宽度随环境条件与荷载条件的变化而变动，但死缝一旦形成则不受这些条件的影响，增长缝随时间而变长或变宽。依照分布特点，裂缝也可分为沿隧洞纵向分布的长度裂缝（水平裂缝）、沿断面分布的环向裂缝（垂直裂缝）和斜裂缝。按深度，裂缝还可分为表层裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝。
1.2 形成原因
1.2.1 温度裂缝
顾名思义，温度裂缝是由于温度变化引起的裂缝，一般出现在混凝土衬砌施工期和运行期。施工前，隧洞内部温度较低，混凝土浇筑后由于水化热积聚，而混凝土本身导热性较差，内部温度远较表面高，由此产生的温度应力超过了材料强度极限就形成了裂缝。混凝土浇筑3～7d产生的水化热较多，这个时候最易产生裂缝。
1.2.2 施工裂缝
施工裂缝是指由于施工措施不到位引起的裂缝。例如混凝土衬砌浇筑时顶拱部位入仓、振捣比较困难，仓与仓之间衔接处也不易振捣密实或容易漏振，这些部位的浇筑质量比较差，就成为容易出现裂缝的薄弱环节。再如受工期紧张、成洞条件差影响，浇筑、养护做不到位，导致混凝土强度较低，再加上锚固支护不当，围岩应力没有很好地控制也导致混凝土裂缝出现。类似的原因比较多，可能各工程有所不同，但都与施工组织控制不完善有关。
1.2.3 变形裂缝
由于隧洞地质、水文条件复杂，而设计、施工中未能很好掌控，那么也会出现难以预料的裂缝。例如隧道线路上存在构造断裂带、软弱带，而隧道与岩层层面夹角偏小，施工中不仅容易出现塌方等严重事故，成洞后裂缝现象也会很突出。这与勘察设计不充分、施工时缺乏对复杂情况变化的合理应对等原因也有着密切关系。
2 输水隧洞裂缝的处理方法
2.1 裂缝的调查和观测
对于隧洞裂缝，应通过调查和观测取得第一手资料后再制定有针对性的处理措施。隧洞入水前或抽排掉水后，可以入洞检查，观察裂缝部位，判断裂缝类型。表面可见裂缝的长度、宽度可以采用尺量或专用测缝仪器进行检测。对于混凝土结构内部缺陷，应采用探地雷达和红外热像仪器进行检测。探地雷达可以分辨介电常数差异较大的界面，通过连续脉冲扫描，得到隧洞全断面雷达图像。隧洞运行期间可通过漏水量变化发现渗漏裂缝的存在。
2.2 裂缝处理的常用方法
2.2.1 表面处理
对表层非贯穿裂缝可以采用表面封闭处理的方法，直接在裂缝区域批抹水泥砂浆、聚合物水泥砂浆、环氧胶泥或涂刷沥青防水、防腐厚漆等。对有一定宽度的裂缝，可沿裂缝中线开槽，开槽深度应超过裂缝深度1～2cm，界面清洗干净后压嵌聚合物水泥砂浆，再在表面粘贴玻纤布进行加强。而对于贯穿裂缝，这种方法不一定有效，特别是存在泌钙现象时更是治标不治本，应采用化学灌浆方法处理。
2.2.2 灌浆处理
（1） 回填灌浆。当衬砌完成后在衬砌与岩体之间仍会存在空洞，彼此之间的空洞有可能连通形成渗水通道和孔隙，此类型渗水可采用回填灌浆封堵渗漏通道。回填灌浆的方法是在衬砌表面以一定间距，钻透衬砌进入围岩内部，然后灌入一定压力的水泥浆或水泥砂浆。其中注浆压力应根据设计取值范围通过试验确定参数，对于孔隙大的部位兼顾经济因素可采用水泥砂浆作为注浆材料。同时在灌浆过程中，应加强二衬混凝土变形的监测，防止意外发生。
（2） 固结灌浆。固结灌浆是为了提高围岩的承载力，使隧洞周围的围岩结成整体。当围岩破碎严重且衬砌厚度也不满足要求时，固结灌浆是较为有效的方法。固结灌浆方法与回填灌浆相似，又有所区别。固结灌浆的钻孔深度一般更深（要深入基岩），灌浆压力更大。东涌水库隧洞三标出口段曾因漏水而采取固结灌浆常规做法：环向间距0.94m，纵向间距1m，钻孔深度3m，孔径 42mm，灌浆压力为1.5MPa，最终解决了漏水问题。
（3） 化学灌浆。化学灌浆是采用化学材料进行灌浆。化学灌浆材料目前工程上使用最多的为环氧树脂、聚氨酯、水玻璃等。如对于泌钙较严重的即可沿裂缝两侧钻孔，孔以斜45°角向钻入，孔距0.3～0.5m，孔深11cm，孔径 25mm，并以0.5～0.6MPa的压力灌入环氧树脂。水性聚氨酯也是一种常用的灌浆材料，其固结体遇水膨胀的特性使其具有较好的止水效果，特别适合变形缝止漏。聚氨酯灌浆后再在其表面刮涂聚脲材料，并埋置一层胎基布，具有良好的封闭止水效果。
2.2.3 结构加固
当裂缝危及衬砌混凝土结构性能时，常采用结构加固方法进行处理，例如增大混凝土截面积、内嵌套拱、增加支撑点、构件角部外包型钢、预应力加固、喷射混凝土加强等。隧洞出口存在较多纵向和环向裂缝，采用内嵌套拱结合横向支撑的方法，经过长时间监测表明加固效果显著。但多年后再观察也存在内嵌套拱和横向支撑锈蚀，并且会对过流产生影响，因此结构加固方法存在局限性，选用加固方案时应综合考虑再加以选择。
2.2.4 其他方法
裂缝处理还有其他一些方法可供选用。例如置换混凝土，先将损坏的混凝土剔除，再以新混凝土（普通混凝土或聚合物混凝土）进行置换。再如仿生愈合法，在混凝土加入具有“自愈”功能的组分，当混凝土中出现裂缝时这种组分释放出液芯纤维，能够让裂缝自动愈合。对于裂缝可能加速钢筋锈蚀，也可采用阴极保护等电化学方法保证长期的防腐效果。
3 结语
裂缝对于输水隧洞可能是很严重的问题，如一些裂缝降低承载力，危及结构安全，也可能只是一些危害不大的微裂纹，因此应通过加强监测掌握裂缝发展变化的规律，对影响严重的裂缝制定处理方案，积极有效地解决问题，以消除隐患，确保隧洞安全、稳定地运行。
参考文献：
隧道与隧洞的区别范文第3篇
关键词：高速；铁路；隧道；围岩分级
由于当前国内外盛行的隧道围岩分级，大多仅适用于长度及埋深较小或勘探工程量很多、或开挖有导洞等条件的围岩分级。我国多年的勘探设计资料表明，在勘察阶段，其工程量是比较少的，特别是深埋长大隧道，即或有较多的勘探工程量，但与埋深和长度相比较，其控制程度远不如一般的地下洞室，仍是很有限的。在此情况下，如何做好深埋长大隧道的围岩分级、评价是相当关键的。为此，必须对隧道全线工程地质条件做全面、深入的了解，进而寻求一些新的方法去获得岩石的RQD值、结构面状态、岩体完整性等资料。
另外，高速铁路隧道与其他隧道相比有各自的特点。水电隧洞虽然规模大，但勘探工作十分详细，而且其位置本身就是选地质构造、地层岩性相对优良的地区。铁路因为展线的需要则有时不得不穿越地质条件很差的地段。所以，在施工过程中因围岩级别的诸多问题（如设计中确定围岩级别与实际围岩级别的差异、按照规范确定的围岩级别进行支护仍然满足不了要求等）而往往延误工期，提高工程造价甚至发生工程事故。作者参与了正在建设的云桂高铁（昆明到南宁高速铁路）的施工，在施工中最为棘手的问题就是前期勘察设计阶段对隧道地质情况了解不全面，导致工程进度困难、造价调整、事故频发、高频率的设计变更等诸多问题。
因此，根据高速铁路隧道的特点尽快建立有效的围岩分级方法已成为广大高铁建设者的强烈愿望，也成为高铁工程地质研究急需解决的课题。我认为，所谓有效的围岩分级就是技术上可行，能充分利用勘察设计、施工阶段的工作信息，逐步由粗到细的一种分级，并能立即用于指导施工的分级。本论文就是沿着上述思路开展研究工作的。
1 基于TSP探测成果的围岩分级
根据设计阶段的地质勘察工作成果可以对隧道的围岩进行分级，这一分级结果对于指导设计和招标、投标均能起到一定的作用。但是，由于勘察工作的现场调查是在地表进行的，对隧道的围岩分级带有很大的推测性；钻探虽然深达隧道位置，但钻孔数量有限；物探虽然也是进行深部探测，但难以对围岩的频繁变化做出较为准确的探测；这种分级的准确性和精度都难以保证，而地质条件本身的复杂性又使其更为困难。所以，更靠近隧道的、更为准确的分级就成为隧道设计、施工人员的迫切需要。
TSP和其它反射地震波方法一样，采用了回声测量原理。根据对TSP探测资料的解释，每次可得到掌子面前方150m左右的范围内围岩的地质状况，并由岩性变化、岩体中富水性强弱程度和换算出的围岩力学，参数按照《铁路隧道设计规范》进行围岩分级。根据TSP探测结果所得的围岩分级结果这与勘察阶段的围岩分级结果基本一致。但是，根据TSP探测的围岩分级与勘察阶段的围岩分级相比，又有一定的差别，表现在各类围岩的距离较短，显然更为精确，将其直接应用于指导设计和施工更为可靠。另外，同一级围岩中包括了不同的软硬程度的岩石，或者岩性类似，但富水情况不同，这显然更为接近围岩实际，使设计和施工人员有了更为可靠的依据，也为施工过程中的变更设计提供了极有价值的资料。
2 基于超期水平钻孔的围岩分级
利用超前钻孔确定掌子面前方围岩级别主要是依据钻速的快慢机钻孔中回水的颜色来判断前方掌子面围岩的岩性、构造及岩石的破碎程度，进而判断围岩级别。其工作程序是，首先对掌子面围岩特征进行描述，作掌子面地质素描图，然后进行钻探，在钻进过程中记录钻进速度、回水的颜色、从钻孔冲出的岩石颗粒大小等，最后对这些资料进行整理分析，确定围岩级别。在被钻的围岩开挖过程中对围岩进行详细描述，并作开挖面地质素描图，一方面为了验证分级结果，另一方面，为后续的围岩分级积累经验。当然，由于目前还没有根据钻进资料进行围岩分级的定量指标体系，所以，根据我们的经验，这种分级应该是在一个隧道掘进过程中，特别是在掘进初期就不断总结完善十分重要。实践证明，在掘进到几十米后即可通过信息反馈总结出一些规律。
从云南山区多座隧道的围岩分级实例发现，不同级别的围岩在钻进过程中表现出不同的特征，这些特征就是区分围岩级别的依据。通过观察总结，对于钻进工程中的现象得出如下认识：
（1）钻进正常表明围岩节理少，岩体完整；卡钻表明围岩破碎，往往是几组节理交汇的反映，而且显示节理较为密集；吃钻表明是从坚硬岩层突然进入软弱岩层，而且软弱岩层一般出露宽度大于20cm。
（2）钻进过程中流出的液体颜色是岩性的反映。
（3）从钻孔中冲出的岩粉粗表明岩石软弱或破碎，岩粉细表明岩石坚硬或完整。
（4）从钻孔中流出的水流量越大，表明岩体中裂隙越发育。
（5）钻进速度快表明岩石软弱，钻进速度慢表明岩石坚硬，但对因裂隙发育而出现的卡钻现象或岩石软弱出现吃钻现象的情况需区别分析。钻速忽快忽慢表明围岩变化频繁。由于对于指导施工来说围岩级别不宜变化频繁，特别是不宜在1～2m左右变化，所以，根据钻速变化进行围岩分级时必须结合其他现象综合考虑。
3 基于监控量测资料的围岩分级
虽然已经有不少的研究者已经提到应用监控量测资料进行判断围岩性质，进而确定下一工序的支护参数，但截至目前还没有一个判断标准，甚至用哪些指标来判断也没有形成统一的认识。而应用监控量测数据进行围岩分级则一方面开展的较少，另一方面研究程度更低。
总所周知，围岩级别不同，隧道开挖后围岩的松动范围大小不同，围岩应力调整时间的长短不同，围岩施加在衬砌上的荷载（特别是施加在初期支护上的荷载）大小也不同。所以，根据以上认识，通过对围岩与初期支护直接的接触压力的分析，我们提出以围岩与初期支护直接的接触压力趋于稳定的时间（d）、围岩与初期支护直接的接触压力变化速率（MPa/d）（监控量测数据稳定之前）两个指标作为围岩分级的依据。
综上所述，高速铁路隧道围岩分级虽然已经进行了很多的研究工作，然而，研究工作是没有止境的，有些问题，限于资料不足，加之作者才学疏浅，目前尚无力进行研究，即使本论文讨论的问题，也难免有不尽人意之处，因此，作者恳切希望得到师友们的批评指正。
参考文献
隧道与隧洞的区别范文第4篇
【关键词】隧道工程；地下水处理；环境地质效应
中图分类号：E271 文献标识码： A
一、前言
作为隧道工程地下水处理中的重要工作，其环境地址效应在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究，将会更好地优化隧道工程地下水处理的实践效果，从而保证环境地质效应的良好控制。
二、隧道工程对地下水平衡破坏的影响分析
岩层受到内力和外力地质作用的联合影响，风化卸载带及其附近的新鲜岩带内各种成因、不同序次的非连接结构面十分发育，使其成为岩石圈中连续性、整体性最差的圈层。
同时，该层位又是地下水最为集中的部位，陆地部分宏观上看就像岩石表面笼罩着一层地下水。因此，隧道工程建设往往是修建在由水、岩、热、气等构成的一个复杂的巨型系统之内的。天然情况下，岩土具有自身的（动态）边界（力学、补给或排泄），系统各构成要素或不同要素之间维系着一种动态平衡的关系。隧道的开挖，相对于在一定空间范围内改变了系统的边界（对于岩体）或增加了输出边界（对于流体）。这样，系统本身就必然按照其固有的运动规律对此作出反应，具体表现则为隧道附近一定范围内的围岩破坏，水、热、瓦斯气向隧道排泄，或者寻求新的动态平衡。地下水埋藏在岩体里面分布着的大量空隙，这些空隙既是地下水储存场所，也是其转移通道。隧道开挖不可避免的会破坏一些地下水的储存点和转移通道，引起地下水的转移，造成地下水的重新分配，从而形成新的含水层和地下水转移通道。而原来的含水层和转移通道中地下水将减少甚至枯竭。将会导致隧区局部地下水位降低。便演化为施工中乃至建成后对各类水文地质的影响，进而延伸至对岩体表面附着的生态环境影响，出现地表植物大面积枯萎甚至死亡等生态危机。
三、隧道工程水文地质及生态环境影响的评估
近年来的研究，我们认为在新建隧道工程项目的整个过程中，要把隧道---环境水文地质---生态环境影响作为一个系统工程来考虑，把稳定原有隧道水文地质环境和保护生态环境作为环境影响评估的重点。
1.环境水文地质及影响的评估范围
隧道水文地质勘测和环境影响评估的范围与水文地质条件复杂程度以及隧道埋深和长度有关。隧道排水与大口径井抽水类似，将在洞顶含水层中形成疏干漏斗，其引用半径R0=R+B/2。隧洞排水引发的洞顶环境灾害主要发生在疏干漏斗的范围内。由于隧道长度远大于宽度，加之洞口段含水量的厚度往往变小，因此洞顶疏干漏斗与井点降落漏斗的形态还有区别，其空间形状不是倒圆锥体而是倒椭圆锥体，其地面范围不呈圆形而近似于椭圆形。根据我国若干隧道因开挖改变地下水环境、并影响地表生态环境的实例，隧道两侧的影响宽度为400～2600m或更大，因此，隧道环境水文地质勘察和环境影响评估的范围以隧道两侧各1000～5000m为宜。
2.环境水文地质评估项目
（一）环境水文地质评估项目，主要包括：地形地质；水文地质条件、分区、计算参数选择；预报涌水量的方法、公式、成果等。
（二）环境因素调查的主要项目及内容
地表水体（河流、井、泉、水库、贮水池、水渠等）的长度、面积、容量、水位及其重要性分类；农田、林业用地的类型、面积，需保护的重要性或名贵植物的数量和范围；人口密度；建筑物和构筑物的数量、类型和分布，特别注意有无重点保护文物景点；其它，如弃碴堆放场地的地形和水文条件、水土流失状况、不良地质现象等。
3.公路隧道环境影响的评估内容和标准
当公路隧道通过强富水区及中等富水区，以及岩溶发育区时，即工程施工及运营期间大量地下水涌入或从中排放时，对周围环境将有较大的影响。因此，在新建隧道时应对环境影响程度和范围进行评价，并应提出有关补救措施或相应对策，对于公路隧道重要程度尤为突出。
四、隧道建设对地下水环境的影响
地下水渗流系统给隧道的建设和运营造成了严重影响，同时隧道建设也会给地下水环境带来严重影响。隧道工程对于地下水的疏干和改造作用显得尤其突出，目前一些竣工的隧道工程已经表现出对隧址区的严重影响。
1.隧道对地下水的疏干作用
隧道开挖后，由于集水和汇水作用，地下水不断进入隧道中，地下水动力场因此发生改变，引起地下水的运动通道发生转移，形成新的势汇。随着隧道排水过程的延续，整个隧址区的地下水系统发育形成了新的地下水转移通道，隧道开始大量排出地下水，从而形成一个降位漏斗，漏斗不断扩展，疏干其影响范围内的地面水源，引起地下水与地表水径流发生改变，直接造成隧址区地表泉水流量减少甚至溶泉消失，井水水位下降，水量减少甚至干涸，直接影响当地工农业生产及人民的生活。隧道的建设造成地下水位降低，当地下水位到一定程度时，会使当地土壤含水量减少，植物生长受到抑制，甚至萎蔫、停止生长，给当地的环境带来负面影响和经济损失。
2.隧道排水导致岩土应力变化
隧道排水会引起地下水渗流场的变化，造成地下水位下降，饱和岩土层中的孔隙水压力下降，围岩承受的有效应力增加。其次，由于地下水动力场的改变，地下水流方向改变为向隧道中心流动，其方向是向下的，地下水渗流力增大了竖直向下的应力，造成总应力上升，更增大了围岩的有效应力。在有效应力增大的情况下，围岩会发生新的沉降，直到岩体应力达到新的动态平衡。大面积的岩体沉降使隧道的使用效能降低，维护成本增加。
五、环境地质效应的系统防治分析
1.开展有效的工程地质勘察
通过详细的勘察为设计施工提供相关的参数和指标，确定合理的挖方案、步骤。如果勘察工作所提供的数据不详细，势必给支护工作留下隐患。对深基坑注意查明以下几个方面：场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象等：对场地地层进行划分：调查地下水的类型、埋藏条件、侵蚀性及土层的冻结深度；测定土的物理力学性质指标；调查基坑周围地质环境。
2.优化开挖方案
地下工程的开挖方法很多，大型地下工程施工不可能全断面一次成洞，实际上是根据出渣运输洞不同、施工机械类别和岩石特性等条件，选择开挖施工方法。这样就决定了大型地下洞室是分层分块开挖，逐步形成洞室设计体系的特点。
3.科学的降水设计方案
要降低地下水位，就要合理的选择降水方法，并在此基础上进行工降水的方案设计。人工降水方法的选择是人工降水成败的关键在降水技术方法的选择时，应注意考虑以下几点：降水场地的水地质条件；含水层的透水性：地下工程开挖的深度及技术要求；水场地的施工条件和施工设备的能力范围；选用的方法是否经济理便于施工；可根据条件将多种方法组合使用，充分发挥不同方之间的互补性。
4.推行地下工程建设系统管理与防御技术
地下工程的建设是一项系统工程，必须从勘察、设计、施工、监测全方位实施工程防御体系。勘察设计方面，首先了解地质情况，查明周围各种地下管线和建筑物的要求，设计时要对地质资料了解清楚，精心设计并做到优化：施工方面，必须严格按照设计进行施工，对于有支撑的围护结构，必须遵守先撑后挖，严禁超挖，尽量缩短墙体暴露时间以及分层开挖。
六、结束语
通过对隧道工程地下水处理的环境地质效应的相关研究，我们可以发现，该项工作的开展有赖于对多方面技术优势因素的掌控，有关人员应该从隧道工程地下水处理的客观实际出发，研究制定最为切合实际的环境地质效应掌控方案。
参考文献：
[4]吴治生.不同地质边界条件岩溶隧道涌水量预测及展望[J].铁道工程学报.2011（07）101-102.
隧道与隧洞的区别范文第5篇
关键词：地铁工程；防水技术；排水措施
1 地铁工程的防水目的及意义
地铁防水是地铁建造质量的重要环节，防水的好坏关系到地铁的使用性、耐久性、安全性，这就要求地铁需具有良好的防水性能，主要表现为以下几方面：
1.1 地铁安全、常规运营需要防水
地铁是人流拥挤、密集的地方，同时也是电力设备集中设置的地方。因此保证人员的舒适和设备的防潮是非常重要的事情。
1.2 地铁工程本身的安全和持久性需要良好防水
当侵蚀性地下水侵入钢筋混凝土中时，会发生化学反应，腐蚀墙体，降低混凝土的硬度和强度，同时在混凝土内部的钢筋也会被侵蚀，使得钢筋混凝土的承重力被削弱，造成坍塌的隐害。
1.3 环境保护需要地铁防水
我国一直都面临着水资源短缺的问题，尤其是城市。当地铁工程渗水排至地面时，不仅仅宝贵的地下水被浪费掉了，地面植被遭到淹埋，地下水水位的下降也将使地面下沉，地表不平均，地上建筑物会沉降或塌陷。
1.4 地铁运营阶段减少维修成本需要良好的防水
地下水的渗漏将带来地铁内部装潢的霉变，潮湿的空气会腐蚀铁轨，使铁轨生锈。地铁内部的线路一旦遭到侵蚀，不但会发生触电、漏电等隐患，将会给线路运营带来极大的安全事故和不可控性。
2 地铁防水施工的要求与一般原则
2.1 地铁防水施工要求
按照《地铁设计规范》，地铁车站和机电设备集中地段防水等级为一级，即不允许渗水，结构内表面无湿渍。结合地铁结构的防水原则，可将设防标准定为：多道设防，其中必有一道结构自防水，并根据需要可设附加防水措施。地铁区间隧道及连通道等附属工程，防水等级为二级，结合地铁结构的防水原则，可将设防标准定为：一道或二道设防，其中必有一道是结构自防水，并根据需要可采取其他的附加防水措施。结构自防水是区间隧道防水的根本，任何辅防水措施都不是万能的，必须重视结构自防水。
2.2 地铁主要的防水施工原则
（1）依据工程实体的结构和用途等具体特点，兼顾全封闭性和排水性，秉着以防为主、防排结合，因地制宜，多道设防，刚柔结合，经济效益，综合治理的原则，确保工程能够不渗不漏，安全稳定。
（2）必须在充分考虑结构自防水的情况下，做围护结构。钢筋混凝土围护结构要能够达到不渗不漏，严丝合缝，治标治本，寿命长久的要求，考虑具体工程是否需要抗渗标号和防水混凝土抗压强度试验的措施，确保防止变形缝、穿墙管道和施工缝等接缝在结构中产生。
3 地铁工程中的主要防水技术
3.1 主动防水技术
3.1.1 降 水
在地下水位下开凿隧洞或深挖基坑时，为了能够满足施工需要，营造适宜的施工环境，必须阻止基底、基坑或隧道侧面的渗水；为了不致使边坡发生小面积滑坡的现象，危害工作人员人身安全，必须防止侧壁或基层土壤流失；为了减少隧道内的空气压力，应在隧道初期，尽量降低侧柱支扩的压力；为了不使基底在施工过程中隆起并且破坏；为了更好地改善基坑和填土的砂土特性，这一切都需要降低地下水才能完成。
一般来说，可以用井点降水法和集水明排法来降低地下水的水位。井点降水法即为了达到降水目的，对地下水施压，通过力的作用，挤压使地下水能够排出。
集水明排法目的在于疏干地下水，即先在坑中挖出集水井，经由开挖的集水沟疏导，用泵将地下水从井中抽出。
不过，对当今社会而言，水资源十分宝贵，而且地铁线一般处于人口稠密、建筑物林立的繁华地区，长时间、大量抽排地下水，将对建筑物的稳定性造成影响，甚至产生区域性地而沉降。同时，考虑到对地下水资源的保护，在降水的同时，增加回灌措施，采用降水与回灌相结合的方法，既达到了无水施工的目的，又保护了地面建筑物的稳定和地下水资源。
3.1.2 引 流
引流是指在地铁工程隧道开挖支护施工过程中，通过设置排水管、排水沟方式，使地下水从势能高地方向势能低的地方流动，最后通过水泵将水流抽出。
3.1.3 区域性水份转移
区域性水份转移是指利用大自然的规律，实现在枯水期修建地铁工程。如武汉长江隧道修建过程中，其入口段地处长江三级阶地，与长江水、汉江水有密切的水力联系，当长江水处于枯水期时地下水补给长江水，从而地下水压力、流量减小，有利于地铁施工。
3.2 被动防水技术
被动防水技术可以分为结构防水和材料防水。地铁工程自身结构在起到承受围岩荷载的同时又是防水结构，所以称之为结构防水。不参与承受围岩荷载而只依靠自身的防水性能产生防水作用的，称为材料防水。因此结构防水和材料防水的区别就在于是否参与了承受荷载。
3.2.1 结构防水（堵水）
当采用钢筋混凝土和混凝土做围护结构时，强调做好围护结构的防水，把其视为治本的项目和永久防水线，做到不渗不漏，称之为结构防水。在地铁车站施工中常用的方法有：
（1）连续墙堵水。在施工前构筑的钢筋混凝土地下连续墙结构，利用其自身具有的整体性和混凝土的抗渗性，能达到堵水的效果；
（2）旋喷桩堵水。即在基坑支护坡桩完成后，再在支护桩之间的不连续部分补插旋喷桩，以封堵住地下水。但其对于渗透系数大的含水层，往往达不到堵水的目的。
（3）深层搅拌水泥土墙挡土止水技术。通过水泥与土层的搅拌混和，提高了土层的承载能力和止水能力，起到堵水的功能。
（4）浅埋暗挖法。浅埋暗挖法又能分成正台阶法、眼镜法、中洞法、CRD工法、平顶直墙暗挖法、半断面插刀盾构法、柱洞法等等，浅埋暗挖法是一种涉及到的地面拆迁相对较少，不影响地面交通的方法，所以经常被应用在实际工程作业中。
3.2.2 材料防水（堵水）
在地铁防水工程中，只采用结构防水并不能满足防水要求，必须增加附加防水层。这附加防水层并不能承受围岩荷载，因此称之为材料防水。附加防水层作为隔离层是一道重要的防水线，起隔水作用，目的是补偿增强结构总体防水效果。
例如武汉地铁二号线的施工缝防水问题，在该工程中，就使用了双道遇水膨胀嵌缝胶材料，这种材料具有较好的缓胀性能，搭配注浆管，使浆液填充到嵌缝胶范围内的空隙，这样就达到了止水的目的。同时，二号线也使用了PZ制品型遇水膨胀止水条，这种材料由于具有遇水膨胀的性能，在防渗作业中起到了重要作用。
在浅埋暗挖法施作的地铁工程中，材料防水主要是采用柔性外包防水层，作为地下车站结构的“辅助防水层”，其设置在初期支护结构内表面、包裹在二次衬砌结构的外表面。例如，在初期支护喷射混凝土和二次衬砌模筑防水混凝土之间采用高分子树脂板材（如ECB、EVA板材等）作防水隔离层，就能起到较好的防水效果；而且对二次衬砌模筑防水混凝土来说，亦非常有利。
而在盾构隧道中，一方面，材料防水主要是通过管片外防水来实现。管片外防水包括设置管片外防水防腐层及管片外注浆两方面内容；另一方面，特殊部位的防水措施也属于材料防水措施。
4 结 语
由于地质成因的复杂性、支护条件多变性、地下水赋存多样性等，使得地下水问题是一个涉及多学科交叉的复杂岩土工程问题。因此，要从理论、实践中一劳永逸解决地下水问题是相对困难的。目前地铁工程地下水影响研究尚处于初步阶段，如地铁地下水分类标准、地铁地下水防水标准等一系列问题有待展开进一步研究。地铁改善地面交通、减缓城市拥挤具有重要意义，地铁工程按照百年工程的标准进行设计，这比一般工程的标准更加严格，倘若防水未做好，工程的百年寿命将难以保证。因此，重视地铁防水，精心设计、精细施工应充分落实。
参考文献
[1]杨新锐.软土地区隧道开挖引起的地层变形研究[D].北京：北京交通大学，2007.
[2]汪 平.隧道防水防渗漏方法探讨[J].中国新技术新产品，2010（021）：85～86.
