《资源节约与环保》2018年第1期
隧道施工对地下水资源影响的监控方法探讨
吴剑华张洁瑜程驰王祺黄录峰
(中国铁道科学研究院北京100081)
摘要：铁路、公路隧道工程施工排水作业
会导致地下水资源漏失、周边水文地质环境发生 变化，进而破坏当地的生态环境平衡，使区域居 民生产生活受到影响。为减缓隧道施工造成的地 下水影响，除了合理的选址选线外，主要依靠采 用先进的施工工艺和止水技术，按照“以诸为主、 限量排放”的原则进行施工。隧道施工地下水环 境监控是针对环评阶段提出的可能存在明显地 下水环境影响的隧道工程以及施工中实际发生 大量涌水的隧道工程，对其隧道排水量、地下水 出露点位的水位、地表沉降等开展跟踪观察和监 测，结合水文地质、气候气象等资料分析评价隧 道施工排水产生的环境影响，及时发现产生的环 境问题，为提出解决方案提供技术支持。
选址选线外，主要依靠采用先进的施工工艺和止水技 术，按照“以堵为主、限量排放”的原则进行施工%3]。施工 完毕进行封堵止水后，如果该区域的水文地质结构未 受到破坏，则经过一段时间的自然补给，出露点水位将 逐步恢复;如果发生结构性改变，原出露点失去主要补 给来源，泉、塘等将永远消失，同时有可能形成新的地 下水集水廊道，产生新的出露点，通常会伴随一定程度 的区域生态环境变化。
开展隧道施工地下水环境监控，就是通过观察记 录隧道周边地下水出露点的水位变化、施工过程隧道 排水情况，地表沉降变化等，结合区域气候资料、气象 观测资料、水文地质勘察设计资料等，经过数据统计分 析，按照一定的指标体系对排水产生的环境影响进行 评价。2监测内容
根据目前国内若干条铁路、公路建设项目开展的 隧道施工期专项环境监控工作的情况，一般的监测内 容包括以下方面：2.1地下水出露点的水位
地下水出露点通常表现为天然的泉、塘，以及人工 水井等，此外，考虑到观测条件的，以地下水为主 要补给来源的溪流、河沟、湖泊、水库等也可以作为观 测对象。观测的范围包括隧道轴线两侧一定范围内(一 般以1
关键词：隧道;施工；地下水资源；环境影响；
环境监控
1引言
铁路、公路建设项目通常包含大量的隧道工程，隧 道施工对地下水资源可能产生一定影响。产生较明显 影响的情形主要为遭遇裂隙水和岩溶水，尤其是以长 距离穿越岩溶构造发育地区的隧道施工。隧道施工造 成的裂隙水排泄，按基岩裂隙成因的不同产生不同范 围的影响，并且施工结束后可以在一定时期内恢复;岩 溶水赋存于可溶岩的溶隙溶洞中，一旦隧道遭遇结构 复杂、地下水丰富的岩溶地质，可能产生突水事故，不 仅对施工造成巨大困难，而且必须进行排水、将暗河改 道等，造成地下水流向改变，短期之内无法恢复甚至不 可恢复。当隧道施工发生较大规模的排水时，往往会伴 随周边出露点如天然泉、塘的水位发生异常下降甚至 干涸。土体失水还会产生地表沉降现象，有可能造成上 方建筑物地基失稳、下沉，导致墙体开裂甚至倒塌%#，2]。 防止或减少隧道施工造成的地下水影响，除了合理的
km为宜)的出露点。地下水出露点的水位是可以
进行量化记录的主要信息，但同时也可能受到人为取 水的影响。
出露点观测应覆盖施工前期、施工过程、施工结束 后等时间段，天然水体的水位观测精度要求不高，但观 测频次应合理设计，适应不同情况下的观测要求。2.2降雨量
隧道所在区域的降水量观测，可以收集利用当地 既有的雨量观测站数据，也可以进行观测，但观测 的方法应符合气象观测规范。雨量观测的周期应与水
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位观测、隧道排水量观测周期保持一致。2.3隧道排水量
隧道施工过程产生的排水通过临时排水沟排至洞 外，可通过测量获得排水量;施工结束后仍有可能通过 泄水洞进行长期排水，因此仍需进行排水量观测。出现 大规模突水事故时，应在事故结束后尽早对突水量进 行分析估算并记录。2.4地表沉降
隧道顶部及两侧一定范围内存在居民房屋等建筑 物时，在基础位置设置水平标准桩进行沉降观测。观测 的频次可以根据隧道排水量情况进行调整。2.5其他内容
隧道施工期地下水环境动态监测的内容，除以上 所述外，视具体情况，还可包括蒸发量测定、水质[4]、土 壤含水量、含盐量、潜水矿化度%51等因子，以及为分析地 下水流向在施工过程中适时进行同位素示踪观测。
以上监测内容视监控技术条件、工作条件，可采用 人工观测或设备自动监控。当需要对可能存在较为明 显的地下水影响的区域的多个隧道或隧道群进行综合 监控时，利用
刘丹(2013)在其岩溶长大隧道建设的地下水环境 影响及其控制研究中提出了由自然地理、地质与水文 地质和隧道工程三大子系统构成的岩溶隧道地下水环 境负效应评价指标体系，并开发了岩溶隧道地下水环 境负效应评价计算机程序，可将上述观测的水位、排水 量、降雨量及地表沉降等基础数据进行分析计算，给出 综合评价结果。
具体实施隧道施工地下水监测时，根据所需要的 评价类型、深度和技术条件，采用不同的评价模式对地 下水环境影响进行评价。结语
针对铁路、公路隧道施工开展的专项环境监控主 要是通过观测不同阶段的地下水出露点泉、塘及河流 等水位情况，以及隧道排水量、区域降雨量等多种因 子，结合区域水文地质、勘察设计资料等，利用评价模 式进行综合分析，得出隧道施工对地下水环境影响的 的影响程度和范围，为隧道涌排水导致的供水纠纷提 供科学依据，根据评价结果采取合理措施，减缓隧道建 设造成的地下水环境及周围生态环境的影响。参考文献
[1] 杜欣，曾亚武，岳全贵.铁路隧道建设与水环境关系 分析.铁道工程学报.2009,（1)82-85,110.
[2] 秦仁佩，肖均，蒋锋.明月山特长隧道涌水突泥综合 处理措施.现代隧道技术.2007, (6): 66-69.
[3] 叶樵.长大复杂地质隧道大涌水地质灾害分析与治 理.铁道工程学报.2008, (7): 65-68.
[4] 刘丹.岩溶长大隧道建设的地下水环境影响及其控 制研究.学术动态.2013,(3)26-33.
[5] 金圣杰，张强，李阳.隧道工程地下水排放对环境影 响评价体系初步研究.甘肃水利水电技术.2011,47(7) 27-31.基金项目
中国铁路总公司科研课题《铁路建设项目生态环 境监测技术研究》(编号:2016002-)，中国铁道科学 院科研基金《铁路建设项目生态监测技术研究》(编号: 2015
GPRS网络建立无人值守自动监控系统
是提高效率、降低成本的有效方法。3地下水环境影响的分析方法 3.1基础数据的整理分析
(0水位、排水量、降雨量等数据。基础数据按类别 统计并记录，是进行进一步深人分析的重要资料。按照 对应的观测频次，整理给出水位一排水量、水位一降雨 量、排水量一降水量以及水位一排水量一降雨量关系。
(2)根据观测时间记录隧道顶部建筑物基础的沉 降量、倾斜量。
⑶其他观测内容应按时间顺序，分类或按相关性 进行详细记录。
所有的观测数据都必须结合区域水文地质资料、 隧道施工勘察设计资料进行综合分析。3.2环境影响的模式分析
按照金圣杰等(2011)提出的评价体系，主要包括 生态环境指标、水环境指标和地质环境指标。采用该体 系进行评价，除水位、排水量、降雨量及地表沉降量外， 需要增加其他观测因子。该评价体系采用清单式计权 评价方法，适用于不同气候条件、地层岩性及不同构造 发育程度的区域的隧道施工地下水环境影响评价。
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YJ102)
吴剑华(1982-)，男，籍贯广西百色市，现供职中国
作者简介
铁道科学研究院，工程师。