隧道工程
徐筱, 张胤, 李杰, 李磊, 许崇帮
针对隧道排水系统出现的岩溶地下水结晶堵塞问题,设计模型试验,研究了岩溶区隧道排水管结晶规律。首先,基于腐蚀性分析及饱和指数法,测试了隧道岩溶地下水的离子成分和浓度,分析了隧道排水管内结晶物的形成及结晶趋势。其次,基于供水系统、回水系统以及目标管道系统3个部分,设计组装了模型试验装置,模拟了隧道现场结晶现象。通过模型试验,分别研究了不同流率(180,140,100 ml/s)、不同排水坡度(4%,6%,8%)、不同接触角管材(PVC,PPR,HDPE管道)下结晶物质量随时间的变化规律,分析了各个因素对结晶物生成量的影响。试验结果表明:岩溶区隧道排水管内地下水的饱和指数大于0,隧道排水管内地下水具有结晶趋势。结晶物的生长速率均是随时间而加快,一定条件下,流率越大、排水坡度越小,管道内结晶物的生成速率越快;管材接触角越大,结晶物生成速率越小,结晶物质量越小,管道的接触角与结晶物质量呈负增长关系。最后,结合试验结果,考虑了不同固体表面接触角的影响,对基于溶解-沉积理论的结晶物质量预测公式进行了修正,提出了岩溶区隧道排水系统结晶物质量预测模型。
