[发明专利]确定隧道地下水合理排放量的方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，特别涉及一种确定隧道地下水合理排放量的方法。

背景技术

近些年来，许多隧道建设都面临着富水问题。对于富水隧道，过去普遍采用“以排为主”的理念，但实践证明，采用此种理念处理地下水会引发严重问题，一是影响隧道结构稳定性和运营安全，二是可能引发隧址区内严重的生态环境问题，如地下水位下降、地表塌陷、地表植被枯萎等，极大影响附近生产和生活条件。

鉴此，后来提出了“控制排放”的理念，即通过构建包括围岩注浆堵水圈、初期支护、防排水网络系统和二次衬砌的复合防排水体系来实现地下水的控制排放。显然，“控制排放”理念的提出能从解决“以排为主”所带来的问题，但是在具体工程应用过程中却存在一些问题。其中，其核心问题是如何确定地下水的合理排放量，即多大的排放量既能保证隧道的结构安全，又能不引发严重的环境问题。

目前，对此问题工程界普遍采用工程类比法确定地下水的排放量控制指标，但这种方法主观性太强，类比指标过于单一，没有系统考虑工程的实际技术和条件情况，如气象条件、生态条件、围岩条件、外水压力和支护结构承载能力等。因此，工程应用上就可能会由于排放量控制指标过严而产生不必要的浪费，或过大的外水压力致使结构破坏等，也可能会由于排放量控制指标过宽而仍导致隧址周边的生态环境恶化等。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种确定隧道地下水合理排放量的方法，这种方法有效避免了采用工程类比法的不足，使得地下水排放量控制指标的确定更加合理、经济、有效。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

本发明的目的之一是提供一种确定隧道地下水合理排放量的方法，包括以下步骤：

S1）首先选择一种隧道防排水类型，所述隧道防排水类型为全封闭式防水、半封闭式防水或控制排放型防排水中的一种；

S2）确定步骤S1中所选隧道防排水类型的隧道总涌水量；

S3）确定隧址区植被群落的生态需水量；

S4）根据步骤S2和S3中分别确定的隧道总涌水量和生态需水量确定地下水排放量的大小。

进一步，还包括安全性校核步骤，所述安全性校核步骤具体为：根据步骤S2隧道总涌水量和步骤S4初步确定的地下水排放量，通过渗流计算得到支护结构外水压力值，比较支护结构外水压力值与支护结构承载能力值，确定步骤S4所得的地下水排放量是否满足支护结构安全性要求，如不能满足要求，则调整地下水排放量大小直至能够满足安全性要求。

进一步，所述地下水排放量的大小满足公式：总涌水量-地下水排放量≥生态需水量。

进一步，步骤S2中所述隧道总涌水量是根据数值计算法或经验公式法计算得出的。

本发明的有益效果：

1）本发明的确定隧道地下水合理排放量的方法，从理论上合理量化了地下水排放量；

2）地下水排放量的确定过程中，考虑了生态环境、围岩条件和支护结构承载能力等因素的影响；

3）推动了“控制排放”甚至“限量排放”等先进环保理念的合理应用；

4）为保护富水隧址区的生态环境提供了手段；

5）提高了富水隧道的结构安全以及耐久性。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明进行详细说明：

本实施例中的一种确定隧道地下水合理排放量的方法，包括以下步骤：S1）首先选择一种隧道防排水类型，所述隧道防排水类型为全封闭式防水、半封闭式防水或控制排放型防排水中的一种；S2）根据数值计算法或经验公式法计算得出步骤S1中所选隧道防排水类型的隧道总涌水量；S3）通过对隧址区植被群落生态需水的供求分析，确定隧址区植被群落的生态需水量；S4）根据步骤S2和S3中分别确定的隧道总涌水量和生态需水量确定地下水排放量的大小，所述地下水排放量的大小满足公式：总涌水量-地下水排放量≥生态需水量。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括安全性校核步骤，所述安全性校核步骤具体为：根据步骤S2隧道总涌水量和步骤S4初步确定的地下水排放量，通过渗流计算得到支护结构外水压力值，比较支护结构外水压力值与支护结构承载能力值，确定步骤S4所得的地下水排放量是否满足支护结构安全性要求，如不能满足要求，则调整地下水排放量大小直至能够满足安全性要求。