確定隧道地下水合理排放量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種確定隧道地下水合理排放量的方法，包括以下步驟：S1）首先選擇一種隧道防排水類型，所述隧道防排水類型為全封閉式防水、半封閉式防水或控制排放型防排水中的一種；S2）確定步驟S1中所選隧道防排水類型的隧道總涌水量；S3）確定隧址區(qū)植被群落的生態(tài)需水量；S4）根據(jù)步驟S2和S3中分別確定的隧道總涌水量和生態(tài)需水量確定地下水排放量的大小。本發(fā)明的確定隧道地下水合理排放量的方法，從理論上合理量化了地下水排放量，提高了富水隧道的結(jié)構(gòu)安全以及耐久性，并為保護(hù)富水隧址區(qū)的生態(tài)環(huán)境提供了手段。
【專利說明】確定隧道地下水合理排放量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種確定隧道地下水合理排放量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，許多隧道建設(shè)都面臨著富水問題。對(duì)于富水隧道，過去普遍采用“以排為主”的理念，但實(shí)踐證明，采用此種理念處理地下水會(huì)引發(fā)嚴(yán)重問題，一是影響隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和運(yùn)營安全，二是可能引發(fā)隧址區(qū)內(nèi)嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，如地下水位下降、地表塌陷、地表植被枯萎等，極大影響附近生產(chǎn)和生活條件。
[0003]鑒此，后來提出了 “控制排放”的理念，即通過構(gòu)建包括圍巖注漿堵水圈、初期支護(hù)、防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌的復(fù)合防排水體系來實(shí)現(xiàn)地下水的控制排放。顯然，“控制排放”理念的提出能從解決“以排為主”所帶來的問題，但是在具體工程應(yīng)用過程中卻存在一些問題。其中，其核心問題是如何確定地下水的合理排放量，即多大的排放量既能保證隧道的結(jié)構(gòu)安全，又能不引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題。
[0004]目前，對(duì)此問題工程界普遍采用工程類比法確定地下水的排放量控制指標(biāo)，但這種方法主觀性太強(qiáng)，類比指標(biāo)過于單一，沒有系統(tǒng)考慮工程的實(shí)際技術(shù)和條件情況，如氣象條件、生態(tài)條件、圍巖條件、外水壓力和支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力等。因此，工程應(yīng)用上就可能會(huì)由于排放量控制指標(biāo)過嚴(yán)而產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)，或過大的外水壓力致使結(jié)構(gòu)破壞等，也可能會(huì)由于排放量控制指標(biāo)過寬而仍導(dǎo)致隧址周邊的生態(tài)環(huán)境惡化等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種確定隧道地下水合理排放量的方法，這種方法有效避免了采用工程類比法的不足，使得地下水排放量控制指標(biāo)的確定更加合理、經(jīng)濟(jì)、有效。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的目的之一是提供一種確定隧道地下水合理排放量的方法，包括以下步驟:
51)首先選擇一種隧道防排水類型，所述隧道防排水類型為全封閉式防水、半封閉式防水或控制排放型防排水中的一種；
52)確定步驟SI中所選隧道防排水類型的隧道總涌水量；
53)確定隧址區(qū)植被群落的生態(tài)需水量；
54)根據(jù)步驟S2和S3中分別確定的隧道總涌水量和生態(tài)需水量確定地下水排放量的大小。
[0007]進(jìn)一步，還包括安全性校核步驟，所述安全性校核步驟具體為:根據(jù)步驟S2隧道總涌水量和步驟S4初步確定的地下水排放量，通過滲流計(jì)算得到支護(hù)結(jié)構(gòu)外水壓力值，比較支護(hù)結(jié)構(gòu)外水壓力值與支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力值，確定步驟S4所得的地下水排放量是否滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性要求，如不能滿足要求，則調(diào)整地下水排放量大小直至能夠滿足安全性要求。
[0008]進(jìn)一步，所述地下水排放量的大小滿足公式:總涌水量-地下水排放量>生態(tài)需水量。
[0009]進(jìn)一步，步驟S2中所述隧道總涌水量是根據(jù)數(shù)值計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算得出的。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1)本發(fā)明的確定隧道地下水合理排放量的方法，從理論上合理量化了地下水排放量；
2)地下水排放量的確定過程中，考慮了生態(tài)環(huán)境、圍巖條件和支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力等因素的影響；
3)推動(dòng)了“控制排放”甚至“限量排放”等先進(jìn)環(huán)保理念的合理應(yīng)用；
4)為保護(hù)富水隧址區(qū)的生態(tài)環(huán)境提供了手段；
5)提高了富水隧道的結(jié)構(gòu)安全以及耐久性。

【具體實(shí)施方式】
[0011]以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
本實(shí)施例中的一種確定隧道地下水合理排放量的方法，包括以下步驟:Si)首先選擇一種隧道防排水類型，所述隧道防排水類型為全封閉式防水、半封閉式防水或控制排放型防排水中的一種；S2)根據(jù)數(shù)值計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算得出步驟SI中所選隧道防排水類型的隧道總涌水量；S3)通過對(duì)隧址區(qū)植被群落生態(tài)需水的供求分析，確定隧址區(qū)植被群落的生態(tài)需水量；S4)根據(jù)步驟S2和S3中分別確定的隧道總涌水量和生態(tài)需水量確定地下水排放量的大小，所述地下水排放量的大小滿足公式:總涌水量-地下水排放量>生態(tài)需水量。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括安全性校核步驟，所述安全性校核步驟具體為:根據(jù)步驟S2隧道總涌水量和步驟S4初步確定的地下水排放量，通過滲流計(jì)算得到支護(hù)結(jié)構(gòu)外水壓力值，比較支護(hù)結(jié)構(gòu)外水壓力值與支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力值，確定步驟S4所得的地下水排放量是否滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性要求，如不能滿足要求，則調(diào)整地下水排放量大小直至能夠滿足安全性要求。
[0013]本發(fā)明基于結(jié)構(gòu)安全、保護(hù)環(huán)境和合理投資的三重角度，首先梳理了影響隧道地下水排放量的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，即隧道總的涌水量、隧址區(qū)的生態(tài)需水量和支護(hù)結(jié)構(gòu)可承受的外水壓力大小，通過這些指標(biāo)來最終確定地下水的合理排放量，本發(fā)明提高了富水隧道的結(jié)構(gòu)安全以及耐久性，為保護(hù)富水隧址區(qū)的生態(tài)環(huán)境提供了手段。
[0014]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種確定隧道地下水合理排放量的方法，其特征在于，包括以下步驟: 51)首先選擇一種隧道防排水類型，所述隧道防排水類型為全封閉式防水、半封閉式防水或控制排放型防排水中的一種； 52)確定步驟SI中所選隧道防排水類型的隧道總涌水量； 53)確定隧址區(qū)植被群落的生態(tài)需水量； 54)根據(jù)步驟S2和S3中分別確定的隧道總涌水量和生態(tài)需水量確定地下水排放量的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定隧道地下水合理排放量的方法，其特征在于，還包括安全性校核步驟，所述安全性校核步驟具體為:根據(jù)步驟S2隧道總涌水量和步驟S4初步確定的地下水排放量，通過滲流計(jì)算得到支護(hù)結(jié)構(gòu)外水壓力值，比較支護(hù)結(jié)構(gòu)外水壓力值與支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力值，確定步驟S4所得的地下水排放量是否滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性要求，如不能滿足要求，則調(diào)整地下水排放量大小直至能夠滿足安全性要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的確定隧道地下水合理排放量的方法，其特征在于，所述地下水排放量的大小滿足公式:總涌水量-地下水排放量>生態(tài)需水量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定隧道地下水合理排放量的方法，其特征在于:步驟S2中所述隧道總涌水量是根據(jù)數(shù)值計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算得出的。
【文檔編號(hào)】E21F16/02GK104389635SQ201410511213
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】丁浩, 方林, 李廣輝, 陳達(dá)章, 敖道朝, 蔣樹屏, 吳夢(mèng)軍, 鄭煒, 張俊標(biāo), 許嵐 申請(qǐng)人:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司