岩石地下工程突水的优势含水层

突水是地下工程常常面临的一种严重的地质灾害，对煤炭开采常见的底板岩溶突水的统计分析表明，无论是岩层的富水性，还是突水水源的空间分布，都具有明显的层控特征，因而，作者提出了优势含水层的概念和分析思路，有助于对突水水源的判断，是突水灾害防治的基础和关键。     

峰峰煤田万年矿水化学特征分析

采用峰峰煤田万年矿井田水质资料,考虑样本数量及可比性要求,对7种主要离子(K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3)组分进行了统计计算和图解分析,综合考虑了矿井突水、排水等因素对水化学场的干扰和影响,分析其主要离子水化学成分的形成机理,得出其水化学组分背景值。通过符合度分析发现,水化学组分背景值总体上代表了各含水层的水化学特征,在实际生产中可以作为煤层底板突水水源判别的重要依据。     

灰色局势综合评判法在突水水源判别中的应用

目前煤矿水害已成为深部开采的一大灾害,其中很多突水在矿井淹没后找不到水源,给综合治理水害带来了很大的不便。地下水流动系统本身具有一定的灰色模糊性,根据这一特性应用多因素对某一变量的相关亲缘程度的判定的方法——灰色局势综合评判法来判别矿区突水水源,为治理水害提供科学的依据。     

基于特征离子的谢桥井田煤矿透水水源判别

矿井突(涌)水是采矿过程中最具威胁的灾害之一。能否准确快速地判别矿井突水水源,不仅是矿井水文地质工作的主要内容,而且是煤矿防治水工作的重要基础。以安徽淮南煤矿谢桥井田为例,在分析其主要含水层水文地质特征的基础上,利用Aqua Chem软件分别绘制出砂岩裂隙水和灰岩水的Piper三线图,经比较发现在Piper三线图中砂岩裂隙水和灰岩水分布区域存在明显差异,且砂岩裂隙水中次阴离子为HCO_3~-,而灰岩水中次阴离子为SO_4~(2-)。根据这一特点,选定SO_4~(2-)和HCO_3~-作为砂岩裂隙水和灰岩水的水源判别特征离子,通过对SO_4~(2-)/HCO_3~-比值分析比较发现:砂岩裂隙水中SO_4~(2-)/HCO_3~-比值小于0.55,正确回判率高达100%;灰岩水中SO_4~(2-)/HCO_3~-比值大于等于0.55,正确回判率高达91%。     

深埋隧洞开挖过程中突水与突泥的机理研究

突水与突泥是隧洞施工过程中常遇的重要工程灾害之一,本文利用离散元法,采用颗粒流PFC3D软件,结合流体动力学数值模拟的有限体积法,建立了由裂隙岩体及断层组成的围岩隧洞突、涌水三维数值模型,模拟隧洞突水、突泥的全过程;探讨了集中水源 （断层） 水压力、岩体裂隙性状等对隧洞突水、突泥的影响。据此提出了工程突水、突泥预防中两个重要的概念：突水临界水压力和前方临界突水距离。并提出了隧洞突水、突泥的发生机理,认为突水发生的前提是存在集中的高压水源。水源压力的大小、开挖面至集中水源的距离、岩体强度、岩体裂隙性状是影响突水的主要因素。     

深埋隧洞突水、突泥机理研究

突水、突泥是隧洞施工过程中的重要工程灾害，对隧洞突涌水机理的研究有助于预报突水灾害和减少隧洞突、涌水事故的发生。本文利用离散元法在模拟动态问题及破碎物质方面的优势，采用颗粒流PFC3D软件，结合流体动力学数值模拟的有限体积法，建立了由裂隙岩体及断层组成的围岩隧洞突、涌水三维数值模型，模拟隧洞突水、突泥的全过程；探讨了集中水源（断层）水压力、岩体裂隙性状等对隧洞突水突泥的影响。据此提出了工程突水、突泥预防中两个重要的概念：突水临界水压力和前方临界突水距离。并提出了隧洞突水、突泥的发生机理，认为突水发生的前提是存在集中的高压水源。水源压力的大小、开挖面至集中水源的距离、岩体强度、岩体裂隙性状是影响突水的主要因素。     

河南某工程引水隧洞突泥突水原因分析与处理措施

隧洞施工过程中,突泥突水现象比较常见,但其原因各有不同。隧洞突泥突水往往会给工程施工造成巨大危害,如果处理不当还会造成巨大的财产损失,并危及人员安全。文章通过对河南某引水工程的突泥突水原因进行分析:从隧洞的基本地质条件入手,分析了地质构造、气象条件和水文地质条件与突泥突水的关系,并就其处理措施进行了介绍,供类似工程参考和借鉴。     

城市污水再生回用的趋向

一、必然回用 几座城市位于同一河湖边上时，每个城市都既可以向河湖取水。又向河湖排水。这就必撩导致水的回用。最近国外调查表明，在大中城市给水水源中每30m^3水中就1m^3是经过上游城镇污水系统排出的。很多含有上游工厂、农场、城镇排水的河流，都用来作为游乐和给水水源之用。水的必然回用已经是既成事实，人们习以为常，却往往并不认识。     

岩溶隧道含水裂缝扩展规律研究

为了探索岩溶隧道在施工过程中经常出现由于裂缝引发突水的灾害机理,利用水压致裂原理重点分析研究拉剪破坏突水和压剪破坏突水的力学过程和裂缝扩展过程中缝内水压分布特征和梯度。研究表明突水临界水压受裂缝的走向、所处位置等因素的影响;含水裂缝发生拉剪破坏所需的临界水压力大于其发生压剪破坏所需的临界水压力;在水力劈裂作用下裂缝的生长呈现间断性特征。研究成果对隧道施工过程中突水灾害的防治具有重要的意义。     

米仓山隧道涌突水综合预测研究

隧道涌突水是常见的施工灾害之一,严重威胁施工及人员设备安全。如何评价施工中涌突水存在的风险,以及涌突水量的预测对隧道施工建设具有重大意义。依托米仓山隧道工程项目为实例,通过全面的地质调查和地质跟踪,根据岩溶隧道涌水专家评判系统,预测评估可能发生涌突水的类型,进一步筛选评价指标,采用模糊层次分析法fuzzy analytic hierarchy process(FAHP)预测涌突水危险度,最后选取适宜理论公式,定量计算涌水量。该研究对高风险岩溶隧道涌突水预测研究思路与研究方法具有一定的指导意义。     

岩溶隧道充填型隐伏溶洞涌突水持续时间特征试验研究

为研究岩溶隧道充填型隐伏溶洞涌突水持续时间特征,通过自主设计试验装置开展了不同介质上覆水头高度、介质沉积高度、介质类型和介质颗粒级配特征等条件的涌突水模拟试验,研究结果表明:(1)隐伏溶洞涌突水演化过程可分为四种模式,即渗-涌-突水(砂)模式、涌-突水(砂)模式、突水(砂)模式、渗-突水(砂)模式;(2)颗粒级配和介质种类对渗水(砂)阶段持续时间影响明显,细砂、中砂颗粒含量与持续时间的关系可用多项式函数表示,泥沙型介质持续时间大于砂砾型;(3)介质沉积高度和介质类型对涌水(砂)阶段持续时间影响明显,砂砾型和泥沙型介质沉积高度与涌水(砂)持续时间呈正相关,泥沙型介质持续时间小于砂砾型;(4)介质颗粒级配和沉积高度对突水(砂)阶段持续时间影响明显,细砂颗粒含量与持续时间的关系可用多项式函数表示,砂砾型介质沉积高度与持续时间呈先增大后减小的关系。研究结果对于隐伏溶洞涌突水灾害预警与防治措施具有一定的理论指导价值。     

基于AHP和模糊评判的隧道涌突水灾害预测

涌突水灾害是隧道工程中常见的灾害.综合考虑10种可能诱发隧道涌突水灾害的因素,并结合层次分析法和模糊综合评判方法,预测玉蒙铁路某隧道的涌突水灾害.结果表明:对于隧道进出口已经开挖的地段,评价结果为Ⅳ、Ⅴ级,均发生了较大的涌突水;Ⅰ～Ⅲ级段没有发生涌突水灾害,预测结果与实际灾害能较好地吻合.     

闸后三元突扩水跃特性初步研究

突扩多孔水闸开启少数闸门时,闸后水流在局部范围内紊动剧烈,形成流态复杂的三元突扩水跃。为了探究不同突扩比对闸后水流流态的影响,基于重力相似准则,以某拦河闸为原型设计试验模型,通过调节上下游水位、闸门开度等初始条件,对突扩比分别为0.296、0.378、0.552、0.630四种空间突扩水跃进行了多种工况下的模拟。在忽略渠道摩阻力条件下,对形成的抵挡水跃所需尾水水深的公式进行了修正,发现当闸门单孔流量和单宽流量相同时,二元平面水跃的跃长均大于空间突扩水跃跃长。     

保山隧道暗河管道系统及其对隧道影响研究

大瑞铁路保山隧道地质条件复杂,工程区内发育多条暗河管道。为了查明岩溶水是否会对隧道开挖产生重大影响,通过区域水文地质条件分析,特别是对大宝盖向斜可溶岩层位以及暗河管道和隧道之间的关系分析,认为隧道避开了暗河管道岩溶突水的直接威胁,并对隧道内可能的岩溶突水部位进行了评价,为进一步论证隧道施工中可能出现的岩溶突水地质灾害提供了依据。     

岩溶隧道突水突泥致灾构造评判方法研究

针对岩溶地区隧道工程建设广泛面临的突水、突泥灾害风险,提出一种集成地质识别、物探解 译和钻探揭露的突水、突泥致灾构造评判方法。结合岩溶发育及其工程地质特征,提出突水、突泥构造 在地质识别、地质雷达法等勘探手段中的典型判据。以重庆石柱至黔江高速公路七曜山隧道为案例,阐 述该评判方法的实施流程及原则。结果表明:岩层倾角及其组合方式、地质构造、地表形态等地质因素 显著影响突水、突泥的发育及发生过程,且上述因素在地质雷达探测及钻探揭露过程中存在明显征兆及 典型判据;岩溶隧道突水、突泥致灾构造评判方法以“地质先行,物钻协作,贯穿全程,动态反馈”为实施 原则,能够有效提高致灾构造的识别准确度。     

岩溶隧道涌突水形成机制及岩壁安全厚度研究

为了分析岩溶隧道涌突水形成机制,探讨防涌突水形成所需的最小岩壁安全厚度,基于莫尔-库伦判据探讨了爆破振动对围岩稳定性的影响,以振动加速度为指标推导了损伤区的分布范围;基于断裂力学理论分析了水力劈裂的启动判据,结合强度准则推导了裂隙带的分布范围;同时考虑施工爆破振动作用和高压水力劈裂作用,进一步分析了启动水力劈裂的条件;基于力学理论分析了隧道岩溶段施工过程中涌突水的形成机制,并提出防涌突水所需岩壁最小安全厚度的理论模型和计算公式。研究结果表明:防涌突水所需涌突水岩壁最小安全厚度由爆破严重损伤区、溶洞周边裂隙区、裂隙扩展区、潜在危险区四部分组成,案例的理论计算值与现场实际安全岩壁厚度值接近。研究成果可为中坝等隧道的安全施工提供依据。     

高水头泄水建筑物侧墙突扩侧空腔水力特性研究

在前期研究的基础上,对高水头明流泄水建筑采用侧墙突扩和底部突跌联合掺气掺气形式时,侧空腔的影响因素和规律进行了试验研究.根据试验结果分析得出:水流经过掺气坎后,在侧墙上的落水位置主要取决于水舌的横向扩散能力和底部的压力分布,底板上的冲击压力对水舌的横向扩散能力有显著影响,冲击压力是影响侧空腔形成的内因.对侧墙突扩掺气坎形式而言,影响侧空腔长度的主要因素有跌坎高度、突扩宽度和来流佛氏数.     

基于分形分维和模糊层次分析的煤层底板突水危险性评价

煤层底板突水是多因素控制的复杂水文地质问题。采用适当的评价方法准确全面地确定底板突水的影响因素可有效提高预测精度。综合前人的研究成果,针对构造复杂矿井,采用分形分维值量化断层网络的复杂程度,而后采用模糊层次分析法构建煤层底板突水评价模型,并以朝川矿一井为例,进行了煤层底板突水危险性综合评价。将评价结果与矿井历次底板突水信息进行叠加分析,结果显示:16次突水中9次突水位于危险区,6次位于较危险区,1次位于过渡区,表明生成的底板突水危险性评价分区图准确度较高。评价结果符合实际,可用于指导朝川矿一井的安全生产。     

聚硫氯化铝和硫酸铝混凝剂在闸北水厂的应用对比分析

闸北水厂以长江原水为制水水源，2007年开始使用新型混凝剂聚硫氯化铝．通过沉淀池投药量对比和滤池出水水质比较，这种聚硫氯化铝的混凝效果明显优于此前使用的硫酸铝，尤其在低温低浊度的原水中，从而节约了制水成本。     

基于组合赋权法-TOPSIS法的北天山隧道突水风险评价研究

在岩溶地区修建地下工程,特别是隧道工程,由于受地下岩溶水的影响,施工中常常会发生突发性的突水突泥地质灾害。为此,基于新疆北天山隧道突水灾害发生的影响因素,建立以地层岩性、地形地貌、地下水位、不良地质构造、气候降水等影响因素为主的指标评价体系。同时采用主观赋权法层次分析法计算主观权重,采用客观赋权法熵权法计算客观权重,将两者结合起来形成主客观组合赋权法用来计算综合权重。然后结合组合赋权法-TOPSIS法构建一种新的隧道突水风险评价系统,对新疆北天山隧道进行突水风险评价,评价结果在实际开挖中得到了较好的检验,体现出了准确性,说明该法对于隧道突水风险评价具有可行性。