如何掌握隧道开挖对水文地质环境变化的影响——隧道水文地质长期观测方法探析

■张建宾

(1三门峡市矿业开发中心 河南 三门峡472000；2三门峡市矿山技术服务中心 河南 三门峡472000)

如何掌握隧道开挖对水文地质环境变化的影响
——隧道水文地质长期观测方法探析

■张建宾1,2

(1三门峡市矿业开发中心 河南 三门峡472000；2三门峡市矿山技术服务中心 河南 三门峡472000)

在开挖隧道的过程中，必然会对工程施工周围的水文地质环境造成一定的影响，使得原有的生态环境遭到了破坏。特别是隧道挖掘中，包括区域范围内的水资源、自然生态环境等等，都会有所变化，所建成的隧道进入到运营环境，还要考虑到其安全性。要对隧道开挖对水文地质环境变化的影响以明确，就要在施工中对水文地质情况进行长期观测。本论文通过对隧道水文地质长期观测方法进行分析，针对如何掌握隧道开挖对水文地质环境变化的影响进行研究。

隧道水文地质环境长期观测

0 前言

社会经济的发展，城市对交通设施的依赖性越来越高。在发展交通事业的过程，很多地区由于受到地理环境的限制，就需要采用挖掘隧道的方式对交通公路、铁路以及桥梁以贯通。在隧道建设中，往往会存在水资源环境和地质环境遭到破坏的现象。这就需要掌握相应的观测方法。

1 观测的目的和任务

1.1 观测的目的

在开发隧道所在区域内进行水文监测，所监测的内容包括地下水的监测、地表水的运行情况的监测，并对水资源的动态情况进行长期监测。所监测的目的是对隧道环境充分了解，通过获得监测数据而对速到施工环境进行评价，以为隧道施工中而引起的水环境问题和地址问题提供借鉴。

首先，在勘查隧道工程所在地质环境情况的时候，要将动态的监测网点建立起来，包括地下水的监测网点、地表水的监测网点等等。在进行隧道开挖之前，要对当地的水文情况充分掌握，特别要对地下水的点的初始值以及其影响因素，对地表水的点的初始值以及其影响因素都要充分掌握。

其二，要对隧道开挖中可能存在的水资源变化问题以及地质问题以充分掌握，对水文和地质的动态变化情况以查明，据此而评估隧道断面开挖的进度。可以明确水文资源、地质资源、气象环境资源与隧道开挖进度之间的关系进行研究。还要研究这些元素对隧道轴线两侧、溪沟的泉水资源以及堰塘的水位和民井的水位的影响情况进行研究。通过对监测动态资料进行整理，并对所获得的统计数据进行分析，采用均衡方法地下水进行分析，并对地下水动态的运行情况进行预测、预报，以保证隧道建成后确保其运营安全。

1.2 观测的任务

开展水文地质测绘工作，按照1：10000的比例进行测绘，即在进行测绘的时候，以隧道轴线作为中心，对隧道的进口、隧道的出口以及向外延伸的100，米范围内进行测绘。所测绘的范围还包括隧道左侧延伸500米，隧道右侧延伸500米。顺着隧道的轴线范围对隧道挖掘中所穿越的区域范围内的水文环境和地质环境进行勘查。

将水文地质监测网建立起来，以对隧道所挖掘的区域范围长期观察。在隧道水文环境检测工作中，要对地下水的水位、地表水的水位、流水量以及水质情况进行观察[1]。此外，还要与水文地质环境的监测结果相联系，将地下水的运行规律予以掌握，主要包括地下水的补水规律、地下水的径水规律、地下水的排水规律等等。

隧道施工中，要了解水文情况和地质情况，还要对其变化规律予以掌握，以对隧道施工中这些元素对隧道施工的影响进行分析。

2 调查与测绘

2.1 调查与测绘所涉及的范围

隧道开挖中所影响的范围内的各项元素都是需要调查的对象，所涵盖的内容包括水文地质环境、地质构造、地表水体、地层岩性、供水源地、民用井泉、水塘等等的分布，按照1：10000的比例尺进行测绘，测绘的面积包括隧道区、控制区等等。所测绘的地段可以根据需要放大比例。对于隧道挖掘区域的水文地质情况，要每年都要定期检测，对原有的测绘结果进行修订，重点测绘隧道线路区域内的地表水、地下水，并针对水文动态运行情况进行调查。

2.2 调查与测绘所涉及的内容

调查与测绘所涉及的内容中，要重点熟悉隧道挖掘区域内的各个水文地质环境，主要涵盖的内容包括隧道调查区域内的含水层、水井的分布、泉水的分布以及隔水层所具备的性质等等。要对地下水的补给条件、排泄条件、径流条件以及地下水的类型加以明确判断，分析地下水对隧道所产生的侵蚀性以及隧道的洞身的各个环节的涌水情况[2]。所有的这些工作都是准备工作，为隧道的水文地质长期观测奠定良好的基础。

重视地表水汇集部位的调查和测绘，包括沟渠地带、峡谷地带以及塘池地带等等，都要通过调查与测绘而断定其水的存储形态、存储的时间以及排泄的方式，要做到排泄通道的调查工作并根据所获得的数据资料进行测绘。重点对泄通道部位的问题和工程部位的问题进行了解，特别是隧洞的进口处、出口处、隧道洞身段围岩较为单薄的位置，都会存在不稳定的问题，尤其是斜坡区域，会由于地表水的渗入而引发地质问题。

调查隧道施工区域内的地下水的水源情况和地表水的水源情况，其中的地表水还包括与水利设施具有关联性的地表水体。重点要对水流量大、质量很差的水资源进行调查[3]。

一般来说，少数民族连片特困乡村主要处于偏远的山区以及省际交界的地带，地形主要是丘陵、山地以及高原等，并且地形地质条件较为复杂，存在着严重的水土流失情况，发生自然灾害的频率较高。同时，少数民族连片特困乡村的耕地面积一般来说十分有限，水资源也相对短缺，对资源环境的承载能力相对较差，也就导致生存条件十分恶劣，但是其具有重要的生态功能区域，在生态环境方面占据着重要的地位，其中多数地区我国已经禁止对其进行开发。

对隧道挖掘所在区域的水文地质特征进行调查，重点的区域为与工程施工相关的部位，包括钻孔的出水点以及地下水的出水点等等。这些部位在施工中都会成为长期观测点，同时还会在这些地点进行水文地质试验。

对隧道挖掘所在地的地址构造的进行调查，包括地址构造的类型、几何要素、产状、规模以及岩层破碎风化带等等，以能够对地下水集中径流的分布情况予以掌握，以此作为测绘的依据。此外，还要对隧道挖掘施工地带的煤系地层地质构造进行调查，并了解水文地质环境状况。

3 对长期观测工作的布置

3.1 布置长期观测网点

隧道挖掘所在地的长期观测工作中，对水文地质情况进行观测的主要目的是基于水文地质测绘，重点在于隧道区，具有针对性地选择代表性比较强的观测点，诸如暗河、泉水、井水、溪沟、水塘等等[4]。这些水资源的含水层特征不同，在这些水资源所在地将长期观测点建立起来，就要从实际工作需要的角度出发增加长期观测孔。对隧道挖掘所在地进行详细观察的同时，还要依据隧道详细勘察资料，将观测点的数量确定下来。

在隧道挖掘所在地，划分含水层并对观测点进行观察，要依据地层情况、井水的情况和泉水的情况进行对网店进行布置，对长期观测区域进行合理划分，将一定数量的观测点以布置[5]。在布置的过程中，还要考虑到地层的水文地质情况和井泉的水文地质情况等等，以对隧道工程开挖施工的时候可能存在的影响因素确定下来，明确巷道的涌水情况和观测点之间所存在的关系，以此作为隧道工程开挖施工中对水文地质环境所造成的影响进行评估。

3.2 采集水样

要根据观测点的实际情况采集水样。对水样的分析包括多种方式，诸如简分析、特殊项目的分析以及全分析等等[6]。所采集的水样为地表水、地下水，并对这些水样进行水质分析。还要在不同的季节进行水样采集，还需要采集区域范围内的饮用水进行水质分析。

对有机物的水样进行分析。为了能够对脱硫作用以有效控制，可以在所取样的水中添加甲苯1毫升。此外，要注意在采集水样的时候，要对水的颜色、气味、水温等都要进行鉴定。

4 总结

综上所述，为了避免隧道施工中对周围的水文地质环境造成影响，同时为隧道施工安全提供重要保障，就要对隧道的水文地质情况进行长期观察，以通过观测水文地质环境变化的详细信息，为隧道安全开挖和周围环境保护提供重要基础数据。

[1]邹辉杰，程宝珠.隧道水文地质环境变化及其对生态环境影响的评估 [J].商品与质量（学术观察），2011(01)：120-121.

[2]赵鑫.高速公路隧道建对生态环境影响的敏感性与安全性评价体系——以宝天高速公路为例 [J].兰州大学硕士学位论文，2011.

[3]许模.隧道工程建设对隔档式岩溶富水背斜地下水环境的影响研究——以观音峡背斜为例 [J].成都理工大学硕士学位论文，2011.

[4]佟发伟.意大利中部两种不同水文地质条件下地下水对隧道开挖的影响 [J].四川建材，2012(06)：155-161.

[5]李炜.茅荆坝隧道建设对水文地质环境影响的评价研究 [J].交通标准化，2011(13)：183-185.

[6]何明磊.雪山梁隧道施工对地下水环境负效应评价研究 [J].西南交通大学硕士学位论文，2015.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-18-1

张建宾（1986～），男，2009年7月毕业于南昌工程学院土木工程（地下空间）专业，地质工程师，研究方向为河南省三门峡市矿区地质。