铁路隧道水土流失成因分析及治理方法

铁路隧道水土流失成因分析及治理方法

王建军高捷

中交三公局北京市100000；中交四公局北京市100000

摘要：铁路隧道为我国国民经济的开展提供了非常便利的条件，而与此同时也以各式各样的方式污染以及损坏着环境，特别是特长以及大断面隧道的建设，这种状况变得越来越严峻。伴随世界经济的迅速发展，保护环境的工作也由此得到了各国政府以及社会各界的高度看重。而人类社会以往开展的形式主要是以资源的严重耗费以及环境的污染为代价的，由此导致了比如自然资源环境污染、可持续的利用率低以及、生态平衡出现损坏等重大问题。随着可持续的发展成为社会开展的主题，铁路隧道施工过程中产生的环境污染和破坏问题也得到了人们广泛的关注。

本文在对国内外隧道工程资料的基础之上，以实际隧道工程施工为例，针对隧道环境影响的特色，对隧道施工过程中周围环境的密切联系以及有可能对环境产生负面影响的因素和原因进行了有效的分析，同时提出了有效的解决措施，对实践工程具有很大的指导性意义。

关键词：影响因素；水土流失；因素分析

1、隧道水土流失成因

水土流失影响因素近些年，伴随国民经济高速开展，铁路高速高效的开展，在很大程度上方便了城乡之间的沟通，加速边远地区的脱贫致富，促进旅游以及社会经济等各项事业开展。我国是一个相对多山的国家，但是近些年铁路隧道在山区中的建设越来越多。而铁路隧道在很大程度上克服高程障碍，并且为缩短线路的长度提高道路的可靠性以及安全性都起到了非常重要的作用。但是铁路隧道工程也有其消极的影响。隧道工程位于地壳的表层，在这里地下水活动是非常活跃的，开凿隧道工程，会造成岩石周围的地应力场发生很大程度上的改变[1]，同时岩土的结构也随之会变得松散，而这些都会使地表水及地下水重新分布。

同时在开凿过程中强烈的噪音、冲击、震动以及噪音会产生，这就在很大程度上严重影响到了地区的生态环境。而近些年铁路隧道的工程数量越来越多，同时长度也在逐渐的变大。在铁路建设环境保护问题也就更加的显著，其中长大隧道建设所涉及的生态环境影响问题复杂，相应的生态环境保护问题也更加复杂。进行铁路隧道工程的环境影响及其评价探索十分必要，可以为土木工程的可持续性建设提供有效的参考，对生态评价指标体系的丰富以及完备都发挥着重要的补充作用。

2、铁路隧道水土流失治理研究现状

铁路长隧道的生态影响归纳评价，首先就是要对评价区域内的生态环境质量现状有一定的程度上的了解掌握，其次就是要经过对工程影响因因素的辨认，对涉及到的重要生态因子而实施有效的评价，通过定量或者定性的影响实施分析，然后预测项目对生态环境的影响程度，最后在此结果的基础之上来针对性来制定生态恢复以及景观改进的科学方案和措施。从而使隧道建造以及环境保护能够相互协调发展，避免因工程建造而导致生态环境的持续恶化，走上可持续发展的路子。

长期以来，隧道的建造以及运营期间的排水，虽然能够在一定程度上减小衬砌承受的水压力，但是由此导致的各种环境的负面效应也是不容忽视的，例如地下水位的下降、地表水以及井泉的涸竭、地面出现陷落以及水资源大量的流失，特别是生态环境脆弱的中西部区域，地表植被的破坏、生态环境出现极度的恶化，由此严重影响了公民的生产以及生存的环境[3]。

近些年，伴随国民经济的不断开展及隧道施工技能的不断进步，处理地下水灾害的能力也在不断额提高，及水资源的可持续开展战略的急迫需求，隧道工程建造所引起的地下水资源流失的问题应该引起人们的高度重视。当前从国家的政策法规以及相关部们规则现已向环境保护的方向进行开展，评价以及预测隧道建造对地下水资源形成的影响现在已经成为重大工程建造以前必不可少的重要程序，但怎样将维护地下水环境落到实处还需要长时间的过程。所以，隧道与地下水环境相互作用的科学问题、隧道地下水环境的维护以及施工安全的保证措施等技能问题都是目前亟待研讨以及处理的关键问题。

3、水土保持理论分析

通过合理的措施，对一部分环境因子进行改变，把外力破坏作用降低，增强土体抵抗能力，促使外力破坏不大于土体抵抗能力，就能够对水土流失进行控制，对水土流失带来生活以及生产方面的危害进行降低，起到改进以及保护水土资源的作用[2]，促进土地生产能力的提升，促使良好生态环境的建立，为人民的生活以及生产提供良好的环境，这是水土保最基础的理论。

在外力破坏力与土体抵抗力的相关影响因素当中，地形、气候以及土体是造成水土流失需要同时存在的因素，而其只是潜在因素，其是否导致水土流失也还将由生物决定，其中植被因素尤为重要。

水土保持是生态环境建设的主体，在制定措施进行恢复与重新建立生态系统的时候，需要遵循生态学相关规律，从水土保持、生态系统观点为出发点，否则的话若是制定的措施不合理，将会出现十分严重的后果。例如，美国的中西部因森林过度砍伐而造成水土流失，而后通过葛藤的引用来对水土流失进行控制，虽然起到了一定的作用，但是由于相应食草动物的缺乏而导致葛藤的迅速蔓延。

4、隧道工程和水环境相互作用链

隧道开挖和地下水构成十分复杂的相互作用链，隧道工程建设和水环境相互作用链，其包括水环境对于隧道工程建设的作用与隧道工程建设对于水环境反作用这两方面。其中水环境对于隧道工程建设作用体现在涌漏水与承担水的作用。含水层隧道建设具有地下水水头，造成隧洞当中突水与涌水；衬砌将会承担静水压力。而“以排为主”原则，是通过排水措施对地下水进行长期的排出，使衬砌外水的压力降低。反作用造成洞顶环境灾害的出现[22]。隧道的涌排水会使地下水慢慢的减少，水文地质情况逐渐被破坏，地下水位也不断的降低，出现不断扩大的地下水疏干漏斗，造成洞顶地表的河湖泉井出现干枯，影响到了水环境的平衡状态。

“以排为主”需要承担较小的压力，但会导致严重的环境灾害，“以堵为主”承担的压力较大，对环境的破坏较小。隧道采用压浆与防水衬砌能大量降低隧道开凿中的涌水与衬砌长期渗水，隧道需要承担较大的压力，增加了建设得难度，但大气降水的补给将会超过隧道渗漏，从而使得东鼎水环境进入恢复过程：而地下水位也会逐渐上升，且疏干漏斗会不断缩小，促进水环境向良好的方向发展，减轻或者削除环境的灾害问题。

总结：当前生态环境良好发展和生态理念备受关注的情况下，很多项目设计和施工中容易对环境产生污染，本文将五道梁隧道工程施工作为研究对象，通过良好地分析和总结、理论、相关数值等探析，提出新型控制型隧道施工防排水方法，得出如下主要的成果和结论：

（1）按照当前“控制排放”思想以及原则，利用实际的工程，可使用注浆堵水的方式，通过从外到内围岩堵水圈、围岩支护、设计防排水以及二次衬砌共同组成结构完成降低污染效果。

（2）隧道工程施工中，地下水降低导致岩土工程和生态环境发生问题。如果地下水位出现降低通常会导致上层地面出现地面发生沉降，同时将对周围建筑物造成不良影响。地下水标准、植被用水以及两者之间联系进行研究，认为有利植被生长地下水位范围，在这个范围中并没有明确的数值，但是和植物种类、数量以及环境等都有关系。

（3）高的地下水位区域建设隧道不注浆堵水容易导致地下水严重地流失，所以这种现象下不堵水处理非常不合理；在堵水以及衬砌施工完成进行排水系统施工对降低背后水压力较为有效果

参考文献：

[1]关宝树编著.隧道工程施工要点集[M].人民交通出版社，2003

[2]李国，杜欣，曾亚武.隧道与地下水环境相互影响分析[J].中国水运（下半月）.2008（09）

[3]肖元平，胡延辉.铁路隧道施工中的环境保护[J].隧道建设.2007（01）