生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法_2

文档序号:9327178阅读:来源:国知局
域的地理气象资料,对C 1U Ci2、 和Q5分别进行确定;并且,根据该隧道节段所处施工区域的水文地质勘察报告,对 C2U C22、C23、C24、C25和C26分别进行确定;对C 32和C33进行确定时,先对该隧道节段的隧 道长度和隧道最大埋深分别进行测量。
[0034] 上述生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法,其特征是:步骤二 中所述扰动评价指标等级划分标准包括11个所述定量指标的等级划分标准;
[0035] 其中,C1I的等级划分标准如下:当X1I < 200mm时,C1I的等级为等级I ;当 200mm < X1I < 500mm 时,C1I 的等级为等级 II ;当 500mm < X1I < 800mm 时,C1I 的等级为 等级III ;当800mm < X1I < 1200mm时,C1I的等级为等级IV ;当X1I彡1200mm时,C1I的等级 为等级V ;其中,X1I为步骤一中所确定C1I的数值;
[0036] Cj的等级划分标准如下:当xj > 1000 mm时,Cj的等级为等级I ;当800mm < xj < 1000mm时,Q2的等级为等级II ;当600mm < xj < 800mm时,Q2的等级为等级III ; 当400mm < xj < 600mm时,Q2的等级为等级IV ;当xj < 400mm时,Q2的等级为等级V ; 其中,Xl2为步骤一中所确定Q2的数值;
[0037] Q3的等级划分标准如下:当Xl3 < 0. 05时,Q3的等级为等级I ;当0. 05彡Xl3 < 0. 15时,Q3的等级为等级II ;当0. 15彡Xl3 < 0. 30时,Q3的等级为等级III ;当 0. 30 < Xl3 < 0. 50时,Q3的等级为等级IV ;当Xl3彡0. 50时,Q3的等级为等级V ;其中, Χι3为步骤一中所确定Q3的数值;
[0038] Q4的等级划分标准如下:当Xl4 < Im3时,C 4的等级为等级I ;当I X 104m3彡X J <10父104!113时,(:14的等级为等级11;当10\10 41113^^14<100\1041113时,(: 14的等级为等 级 III ;当 100X 104m3 彡 X J < 1000X 104m3 时,C 4 的等级为等级 IV ;当 Xj 彡 1000X 104m3 时,Q4的等级为等级V ;其中,xj为步骤一中所确定Q4的数值;
[0039] Q5的等级划分标准如下:当X# < IOkm2时,C {的等级为等级I ;当IOkm2S X { < 20km2时,C A的等级为等级II ;当20km2彡X A < 40km2时,C A的等级为等级III ;当 40km2< X j < 80km2时,C A的等级为等级IV ;当X#彡80km2时,C A的等级为等级V ;其 中,xj为步骤一中所确定Q5的数值;
[0040] C22的等级划分标准如下:当x22 < 0. 5MPa时,C22的等级为等级I ;当 0· 5MPa彡x22 < L OMPa时,C22的等级为等级II ;当L OMPa彡x22 < 3. OMPa时,C22的等级 为等级III ;当3. OMPa彡x22 < 5. OMPa时,C22的等级为等级IV ;当x22彡5. OMPa时,C22的 等级为等级V ;其中,x22为步骤一中所确定C22的数值;
[0041] C24的等级划分标准如下:当x24 > 50m时,C24的等级为等级I ;当30m < x24 < 50m时,C24的等级为等级II ;当IOm < x24 < 30m时,C24的等级为等级III ;当5m < x24彡IOm时,C24的等级为等级IV ;当x24彡5m时,C24的等级为等级V ;其中,x24为步 骤一中所确定C24的数值;
[0042] C32的等级划分标准如下:当x32 < 100m3/d时,C32的等级为等级I ;当IOOm3/ d 彡 x32 < 1000m3/d 时,C32 的等级为等级 II ;当 1000m3/d 彡 x32 < 10000m3/d 时,C32 的等 级为等级III ;当 10000m3/cKx32< 100000m3/d 时,C32 的等级为等级IV ;当 x32> 100000m3/ d时,C32的等级为等级V ;其中,x32为步骤一中所确定C32的数值;
[0043] C33的等级划分标准如下:当x33 < 0. 5km时,C33的等级为等级I ;当0. 5km< x33 < 1.0 km时,C33的等级为等级II ;当1.0 km < x33 < 3. Okm时,C33的等级为等级III ;当 3. Okm < x33 < 10.0 km时,C33的等级为等级IV ;当x33彡10.0 km时,C33的等级为等级V ; 其中,x33为步骤一中所确定C33的数值;
[0044] C34的等级划分标准如下:当x34 < 50m时,C34的等级为等级I ;当0. 5km < x34 < 1.0 km时,C34的等级为等级II ;当1.0 km < x34 < 3. Okm时,C34的等级为等级III ;当 3. Okm < x34 < 10.0 km时,C34的等级为等级IV ;当x34彡10.0 km时,C34的等级为等级V ; 其中,x34为步骤一中所确定C34的数值;
[0045] C35的等级划分标准如下:当x35 < 5 %时,C35的等级为等级I ;当5 %彡x35 < 20%时,C35的等级为等级II ;当20%彡x35 < 35%时,C35的等级为等级III ;当35%彡x35 < 50%时,C35的等级为等级IV ;当x35彡50%时,C35的等级为等级V ;其中,x35为步骤一 中所确定C35的数值。
[0046] 上述生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法,其特征是:步骤三 中利用所确定的隶属度函数对C 1I对等级I、II、III、IV和V的隶属度进行计算时,根据公式
[0047] 对(^2对等级I、11、111、1¥和¥的隶属度进行计算时,根据公式

[0049] 对(^4对等级I、II、III、IV和V的隶属度进行计算时,根据公式

[0051] 对(:22对等级I、11、111、1¥和¥的隶属度进行计算时,根据公式

[0052] 对(:24对等级I、II、III、IV和V的隶属度进行计算时,根据公式
[0053] 对C32对等级I、II、III、IV和V的隶属度进行计算时,根据公式

[0054] 对(:33对等级I、11、111、1¥和¥的隶属度进行计算时,根据公式
[0055] 对(:34对等级I、ιι、πι、ιν和V的隶属度进行计算时,根据公式

[0057] 上述生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法,其特征是:步骤二 中所述扰动评价指标等级划分标准包括6个所述定性指标的等级划分标准;
[0058] 其中,C2I的等级划分标准如下:当该隧道节段的地层岩性为泥岩、页岩或粘土岩 时,C 2I的等级为等级I ;当该隧道节段的地层岩性为砂岩或细砂岩时,C2I的等级为等级 II ;当该隧道节段的地层岩性为风化花岗岩或火成岩时,C2I的等级为等级III;当该隧道节 段的地层岩性为风化变质岩时,C 2I的等级为等级IV ;当该隧道节段的地层岩性为石灰岩等 可溶岩类时,C2I的等级为等级V ;
[0059] C23的等级划分标准如下:当该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为不发育时, C23的等级为等级I ;当该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为较发育时,C23的等级为等 级II ;当该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为发育时,C23的等级为等级III;当该隧道节 段的岩体节理裂隙发育状况为发育较好时,C23的等级为等级IV ;当该隧道节段的岩体节理 裂隙发育状况为发育良好时,C23的等级为等级V ;
[0060] C25的等级划分标准如下:当该隧道节段的地下水化学类型为HCO3型时,C 25的等 级为等级I ;当该隧道节段的地下水化学类型为HCO3-SO4型时,C 25的等级为等级II ;当该 隧道节段的地下水化学类型为SO4型时,C 25的等级为等级III ;当该隧道节段的地下水化学 类型为Cl-SO4型时,C 25的等级为等级IV ;当该隧道节段的地下水化学类型为Cl型时,C25 的等级为等级V;
[0061] C26的等级划分标准如下:当该隧道节段的岩石透水性强弱程度为弱时,C 26的等 级为等级I ;当该隧道节段的岩石透水性强弱程度为较弱时,C26的等级为等级II ;当该隧 道节段的岩石透水性强弱程度为中等时,C26的等级为等级III ;当该隧道节段的岩石透水性 强弱程度为较强时,C26的等级为等级IV ;当该隧道节段的岩石透水性强弱程度为强时,C26 的等级为等级V;
[0062] C3I的等级划分标准如下:当该隧道节段与生态敏感区水力联系为无时,C 3I的等 级为等级I ;当该隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为弱时,C3I的等级为等级 II ;当该隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为中等时,C3I的等级为等级III;当该 隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为较强时,C 3I的等级为等级IV ;当该隧道节段 与生态敏感区水力联系的强弱程度为强时,C3I的等级为等级V ;
[0063] C36的等级划分标准如下:当隧道开挖施工方法的类型为CRD法时,C2I的等级为 等级I ;当隧道开挖施工方法的类型为CD法时,C2I的等级为等级II ;当隧道开挖施工方法 的类型为分部开挖法时,C2I的等级为等级III ;当隧道开挖施工方法的类型为上下台阶开挖 法法时,C21的等级为等级IV ;当隧道开挖施工方法的类型为全断面开挖法时,C2I的等级为 等级V ;所述分部开挖法、上下台阶开挖法和全断面开挖法均为钻爆法。
[0064] 上述生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法,其特征是:步骤一 中对c23进行确定时,根据该隧道节段的岩石质量指标RQD对该隧道节段的岩体节理裂隙 发育状况进行确定;当RQD > 90%时,说明该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为不发 育;当75% < RQD < 90%时,说明该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为较发育;当50% < RQD < 75%时,说明该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为发育;当25%< RQD < 50% 时,说明该隧道节段的岩体节理裂隙发育状况为发育较好;当RQD < 25%时,说明该隧道节 段的岩体节理裂隙发育状况为发育良好;
[0065] 对C26进行确定时,当该隧道节段围岩的渗透系数K < 10 5cm/s时,说明该隧道 节段的岩石透水性强弱程度为弱;当该隧道节段围岩的渗透系数10 5cm/s彡K < 10 4cm/s 时,说明该隧道节段的岩石透水性强弱程度为较弱;当该隧道节段围岩的渗透系数10 4cm/ S彡K < 10 2cm/s时,说明该隧道节段的岩石透水性强弱程度为中等;当该隧道节段围岩的 渗透系数10 2cm/s彡K < lcm/s时,说明该隧道节段的岩石透水性强弱程度为较强;当该隧 道节段围岩的渗透系数K多lcm/s时,说明该隧道节段的岩石透水性强弱程度为强。
[0066] 上述生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法,其特征是:步骤一 中对C3I进行确定时,根据该隧道节段所处施工区域的水力梯度i '进行确定,且水力梯度 W的数值越大,该隧道节段与生态敏感区水力联系越强;
[0067] 其中,对该隧道节段所处施工区域的水力梯度i'进行确定时,根据该隧道节段 所处施工区域与生态敏感区的位置关系和该隧道节段所处施工区域与生态敏感区之间的 间距L进行确定;当该隧道节段所处施工区域位于生态敏感区的斜下方且L多250m时, 广彡0. 1 ;当该隧道节段所处施工区域位于生态敏感区的斜下方且IOOm彡L < 250m时, 0. 1 <广彡0. 25 ;当该隧道节段所处施工区域位于生态敏感区的斜下方且50m彡L < IOOm 时,0. 25 <广彡0. 5 ;当该隧道节段所处施工区域位于生态敏感区的斜下方且L < 50m时, 0. 5 <i' <1;当该隧道节段所处施工区域位于生态敏感区的正下方且50m时,y = 1 ;
[0068] 对C3I进行确定时,当i' < 0. 1时,说明该隧道节段与生态敏感区水力联系为无; 当0.1 < i' < 0. 25时,说明该隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为弱;当0. 25 < i' < 0. 5时,说明该隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为中等;当0. 5 < i' < 1时,说明该隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为较强;当P = 1时,说明该 隧道节段与生态敏感区水力联系的强弱程度为强。
[0069] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0070] 1、方法步骤简单、设计合理且实现方便。
[0071] 2、选择影响地下水环境的地理气象、水文地质和隧道工程三个类别的17个项目 作为扰动评价指标,考虑全面且各扰动评价指标选择合理,能对地下水环境扰动进行合理、 准确评价。
[0072] 3、将17个扰动评价指标分为定量指标与定性指标两个类型,并采用对应的量化 处理方法,对扰动评价指标的隶属度进行确定;其中,对定量指标构造隶属函数量化,对定 性指标通过现场调查进行模糊统计量化,操作简便且量化准确。
[0073] 4、引入主客观权重间差异系数,采用九标度层次分析法和熵权法的组合权重法, 对各扰动评价指标进行赋权,能充分发挥主观赋权与客观赋权的优势。
[0074] 5、利用模糊综合评价法将指标的隶属度矩阵与组合权重进行模糊运算并归一化, 得到模糊综合评价矩阵,评价结果准确且实现简便。并且,模糊综合评价后需对评价结果进 行有效度检验,在最大隶属度原则无效情况下采用加权平均原则进行评价。
[0075] 6、使用效果好,能简便、快速对隧道施工过程对地下水环境扰动进行准确评价,可 行性强且评价精度高,能有效克服了现有评价指标不适用于生态敏感区公路隧道施工对地 下水环境扰动评价和单一主观赋权方法随意性和精度差的问题,给生态敏感区公路隧道施 工中的防排水施工设计提供了技术支撑。本发明针对生态敏感区隧道的特性,确定表征扰 动地下水环境的各项扰动评价指标,并形成评价体系,从贴合生态敏感区隧道指标的选取、 量化、主客观方法结合赋权重,并结合模糊综合评价方法对生态敏感区公路隧道施工对地 下水环境扰动进行评价,能在几分钟内完成评价过程,获得准确的评价结果,实用价值高且 推广应用前景广泛。
[0076] 综上所述,本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好,能简便、快速 对隧道施工过程对地下水环境扰动进行准确评价。
[0077] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0078] 图1为本发明的方法流程框图。
【具体实施方式】
[0079] 如图1所示的一种生态敏感区公路隧道施工对地下水环境扰动的评价方法,沿纵 向延伸方向将所施工隧道划分为多个隧道节段,对多个所述隧道节段的施工过程分别进行 地下水环境扰动评价,所有隧道节段的施工过程的地下水环境扰动评价方法均相同;对任 一个隧道节段的施工过程进行地下水环境扰动评价时,包括以下步骤:
[0080] 步骤一、扰动评价指标确定:对该隧道节段施工过程中的三类地下水环境扰动评 价指标分别进行确定;三类所述地下水环境扰动评价指标分别为CU C2和C3, CU C2和C3 分别为地理气象类扰动评价指标、水文地质类扰动评价指标和隧道工程类扰动评价指
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