岩溶隧道工程修建对地下水环境的影响

岩溶地区隧道施工期涌突水危害巨大,而大量输排地下水又会引发一系列的地质灾害。对中梁山隧道水文地质进行分析,采用遗传算法优化BP神经网络并对渗透参数进行反演,研究了隧道工程不同埋深、排水量对地下水环境的影响规律,并探究了隧道施工期和运行期地下水环境随时间的演变规律。结果表明：富水岩溶地区隧道具有从隔水层到含水层界面处涌突水风险最大的特点;开挖隧道时隧道高程越低、排水量越大,地下水环境变化越大;隧址区降落漏斗呈现出南侧小于北侧、东侧小于西侧的特征。现有施工期排水条件下施工地下水位下降很快且不能恢复到原水位,建议该地区在隧道施工期控制排水量,并在施工期及运营期采取保护地下水环境的措施。     

响应矩阵法在降水优化设计中的应用

基于解决复杂水文地质条件下矿(基)坑降水优化设计,介绍了反映地下水系统的状态变量与可控输入变量之间的脉冲与响应关系原理和构建地下水水位响应矩阵的基本方法.通过把地下水水位响应矩阵作为优化计算模型的约束条件,实现地下水模拟模型与优化模型的耦合,以求得最优疏水水量时间与空间的最佳配置.     

淮北市水资源管理及超采漏斗控制对策

以淮北市为例,综合考虑该地区水资源开发利用现状、未来开采情况及地下水超采漏斗恢复等问题,针对不同水文年份,拟定了12个水资源管理方案,并分别建立淮北市水资源规划管理模型.通过对模型计算结果的分析和对比,认为未经优化的现状开采方案是不合理的,需要对开采布局进行调整.同时,随着未来几年水资源需求量的不断增加,提出了新增水源地的梯级开发方案和过程,从而保证了目前、2010和2030年需水状况下,超采漏斗分别为保持现状、恢复25%和50%的环境、水资源总量及需求量等,提高地下水与地表水的综合利用效率,治理和恢复超采漏斗,使经济效益和环境效益最佳.     

深厚强透水含水层地铁深基坑地下水控制方案综合比选方法

针对深厚强透水含水层地铁深基坑地下水控制方案比选问题,联合运用层次分析法、模糊综合评价法以及数值计算方法,提出深厚强透水含水层地铁深基坑地下水控制方法定性与定量化比选流程框架,建立了强透水地层地铁深基坑地下水控制方案综合比选方法。以福州地铁水部站深基坑工程为例,采用建立的比选方法,对5种不同深基坑地下水控制方案（敞开式降水、落底式止水帷幕、深层水平封底帷幕、悬挂式止水帷幕降水以及水下开挖）进行定性评估分析,结果表明,悬挂式帷幕降水方案为该车站深基坑工程地下水控制最优方案。采用数值模拟方法,分析得到了深基坑降水引发的周边地表沉降值在12~23 mm之间,表明42 m悬挂式止水帷幕降水方案能有效控制深基坑降水引发的地表沉降。     

某特长公路隧道F2断层处突水涌泥综合处理方法

在建的某隧道为岩溶发育的特长公路隧道,存在断层、破碎带等,地质情况复杂多变。在施工过程中发生了突水、涌泥灾害,造成了严重坍塌事故,导致施工受阻。通过对隧道突水、涌泥及坍塌地质灾害产生的原因进行详细的分析研究,最后采用了多点集中排放,降、排、防相结合的措施,高压劈裂注浆并结合负压排水,三台阶施工方法施工,对F2断层坍塌处进行了加固,达到了预期的效果,对同类工程具有一定的参考和借鉴意义。     

Environmental Effects of Groundwater Development in Xuzhou City, China

1 Introduction Xuzhou City is located in the most northwestern portion of Jiangsu Province, P. R. China. At present, its urban area is 1 038 km2 and the population is up to 1 645 500. karst groundwater in the Ordovician and Cambrian Limestone aquifers is the main source of water supply. There are 527 wells in urban areas to develop karst groundwater, yielding up to 350 000 m3 per day. Landforms of urban and suburban areas con- sist of NE oriented chain-like hills and alluvial or pluvial b…     

沿淮淮北地区地表水与地下水相互转化特点实验资料分析

通过对亳县站地下水排井连续20年实验资料的分析,揭示了河网地表水补给浅层地下水以及地下水侧向排泄的规律.     

地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应

针对地下构筑物改变了地下水渗流条件这一问题,建立三维有限元模型.该模型是地下水渗流与地面沉降计算的一体化模型,采用该模型分析地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应.该方法在地下水渗流计算中考虑三维地下水渗流,在土体固结计算中采用基于Terzaghi固结理论的一维固结方法.结果表明,地下构筑物对地下水及地面沉降的影响程度与构筑物在含水层中的埋置深度及挡水宽度有关.地下构筑物的埋置深度越深,抽水侧水位降深及沉降量越大.构筑物对水流的阻挡宽度越大,对地表沉降的影响越大.     

Factors Influencing the IterativeAccuracy of Ground Water Level in Forecasting the Water Burst of Deep Drawdown Mines

The purpose of this paper is to discuss the influential factors of iteration accuracy when we use iteration to determine the numerical model for predicting water yield of deep drawdown mines and calculating the groundwater level. The relationship among the calculation error of groundwater level, the pumping rate, the limit of iteration convergence error, the calculation time, and the aquifer parameters were discussed by using an ideal model. Finally, the water yield of Dianzi iron mine was predicted using the testified numerical model. It is indicated that the calculation error of groundwater level is related to the limit of iteration convergence error, the calculation time and the aquifer parameters, but not to the pumping rate and the variation of groundwater level.     

矿山疏干排水对地下水源地影响的数值模拟

矿山开采过程中的疏干排水势必导致区域地下水系统的补给、径流、排泄发生变化,引起周边地下水位下降、水源地枯竭等环境地质问题.根据三门峡段村—雷沟铝土矿区地质构造和水文地质条件,对其水文地质模型进行概化,采用MODFLOW有限差分方法分析评价矿坑疏排水对区域地下水水源地的影响.分析结果表明:矿山开采对水源地会产生较大的影响,其对水源地中部地区的影响最大,对于西部以及东部地区的影响较小.当段村—雷沟矿区排水13 a时,水源地内11号与14号井失去供水能力,补2B井仍可正常供水;排水21 a时,补2B井也报废.     

真空排水预压法中真空度分布的影响因素分析

结合浃里陈大桥试验段的真空度测试结果，分析了真空度分布与密封性、真空能量、深度、介质阻力、地下水位线等因素的相关联系。分析结果表明，上述各种因素对真空度的分布均有不同程度的影响；地下水位线对真空度的分布起阻挡作用；水位线以上的真空度是由抽气直接形成，而水位线以下的真空度主要是由于地下水位的下降或部分封存气体从软管末端逃逸引起的。     

真空排水预压法中真空度分布的影响因素分析

结合浃里陈大桥试验段的真空度测试结果,分析了真空度分布与密封性、真空能量、深度、介质阻力、地下水位线等因素的相关联系.分析结果表明,上述各种因素对真空度的分布均有不同程度的影响;地下水位线对真空度的分布起阻挡作用;水位线以上的真空度是由抽气直接形成,而水位线以下的真空度主要是由于地下水位的下降或部分封存气体从软管末端逃逸引起的.     

某软土深基坑降水开挖地表沉降及影响因素分析

基于某软土地铁站深基坑工程项目,依据勘察与抽水试验数据采用有限元软件Midas GTS建立三维模型,研究渗流-应力耦合作用下基坑降水开挖过程中孔隙水压力及地表沉降变化规律,分析土体渗透系数及降水深度、降水速率等设计参数对地表沉降的影响。研究表明:基坑降水开挖使得地下水渗流路径呈降落漏斗形,基坑底部出现凹弧形等孔压线;地表最大沉降点与基坑的距离约为降水深度的1.0~0.75倍,孔压消散是地表沉降的主要因素;最终降水深度每增加1 m相应地表最大沉降量增加约2 mm,采取回灌措施比未采取引起的基坑周边地表最大沉降小26.2%。     

抽水和建筑荷载双重作用下的地面沉降模型

依据含水层质量守恒原理,推导了非固结地层在建筑荷载作用下的地面沉降机理模型,并将其与Jacob 假定下抽水引起的地面沉降弹性模型相比较,结果发现两种模型的机理表达式完全一致,仅区别于水动力原因 或实质的不同。在同一坐标系中,根据线性叠加原理,抽水沉降漏斗和荷载沉降漏斗可能都落在地下水位降落 漏斗内。假定两者为相互独立事件,给出了抽水和建筑荷载双重作用下的地面沉降模型,表明其如果以水位降 深为制约因子,则可以对水动力实质完全不同的两种沉降过程进行线性叠加计算。     

河北省地下水降落漏斗修复

通过对河北省地下水超采状况分析,指出南水北调中线工程的尽快实施是降落漏斗修复的水源保障。农业节水、污水资源化和科学调蓄利用汛期雨洪资源是降落漏斗修复的主要途径。     

真空井点降水联合加固软土地基的试验

为了在实际工程中有效应用加固软土地基,在松花江漫滩地区进行了真空井点降水联合方法试验研究.采用太沙基有效应力原理并结合观测得到的数据,对真空井点降水联合预压加固软土地基的机理及加固有效深度、有效应力的变化问题进行了理论分析.试验结果表明:砂井中的孔隙水压力下降速度较快,土体中的孔隙水压力下降则缓慢.地下水位的降低程度对真空降水预压方法加固效果有很大影响,"水封"作用不利于土体固结.通过真空预压和降水预压,不仅提高地基的固结速度和固结程度,且能提高边坡和地基的稳定性.在松花江沿岸地区或类似工程场地条件下应用真空降水预压方法加固地基是合理有效的.     

降雨过程中滑体非饱和带的滞水量计算分析

为研究滑体中的非饱和带滞水在降雨补给潜水过程中的作用,提出降雨过程中非饱和带滞水的计算方法以及以非饱和带滞水为指标的降雨阈值评价方法.通过监测降雨量、坡体潜水位及排水结构的排水流量,建立统计模型来评估降雨产生的非饱和带滞水量.利用排水隧洞影响范围内的坡体模型和均匀渗流理论正坡浸润线分析了潜水位变化所对应的土体中潜水释水量,使潜水位通过量纲变换后与降雨量和排水流量量纲一致,从而进行三者的统计模型分析.利用坡体高度饱和条件下降雨过程的监测数据建立向量自回归模型,用于计算理论降雨量,得到低水位条件下降雨过程中产生的非饱和带滞水量.根据浙江省杭金衢高速公路K103滑坡的案例,采用三次暴雨过程中的降雨、排水隧洞排水流量与潜水位监测值对降雨过程中产生的非饱和带滞水量进行了计算,分析了非饱和带滞水量对降雨补给潜水过程所起的作用,结果表明：可以将当滞水量重量达到60 kN且地下水位达到0.6 m时作为指标来确定降雨阈值.     

SWMM模型在沧州市内涝积水模拟中的应用

随着城市化水平的提高,排水设施建设滞后,城区增雨系数变大,很多城市发生了不同程度的城市内涝,迫切需要开展城市除涝研究。以地下水漏斗、地面沉降相对严重的沧州市为例,通过建立暴雨内涝模型、设计暴雨研究对城市内涝进行了模拟,并提供了提高模型精度的建议。     

裂隙岩体中隧道开挖流固耦合模型及开挖诱发损伤分析

裂隙岩体中隧道开挖会诱发强烈的流固耦合效应,从而引发显著的岩体损伤和水压力扰动,针对该问题,首先建立了一种计算裂隙岩体中隧道开挖和后续排水诱发损伤和裂隙变形的流固耦合模型,然后对不同参数化裂隙网络进行了模拟,最后针对模拟结果给出了实例分析。研究结果表明:所建模型可有效模拟含裂隙网络的岩体中隧道开挖和后续排水降压过程以及岩体损伤发展、裂隙变形和地下水渗流过程;岩体裂隙网络显著影响应力分布的均匀性,隧道开挖和地下水渗流的耦合作用造成隧道周围极易出现高应力区,且局部应力、裂隙变形和水压力之间呈现出显著相关性;不同裂隙网络的分布特征在隧道开挖诱发损伤发展中起到主导作用,进而影响隧道开挖扰动区和损伤区的形成与发展程度。     

Numerical simulation of dewatering thick unconsolidated aquifers for safety of underground coal mining

With an increase of mining the upper limits under unconsolidated aquifers, dewatering of the bottom aquifer of the Quaternary system has become a major method to avoid water and sand inrushes. In the 8th District of the Taiping Coal Mine in south-western Shandong province, the bottom aquifer of the Quaternary system is moderate to excellent in water-yielding capacity. The base rock above the coal seam is very thin in the concealed coal field of the Carboniferous and Permian systems. Therefore, a comprehensive dewatering plan from both the ground surface and the panel was proposed to lower the groundwater level in order to ensure mining safety. According to the hydrogeologic conditions of the 8th District, we established a numerical model so that we could simulate the groundwater flow in the dewatering process. We obtained the simulation parameters from previous data using backward modeling, such as the average coefficient of permeability of 12 m/d and the elastic storage coefficient of 0.002. From the same model, we predicted the movement of groundwater and water level variables and obtained the visible effect of the dewatering project. Despite the overburden failure during mining, no water and/or sand inrush occurred because the groundwater level in the bottom aquifer was lowered to a safe water level.