隧道涌水量预测计算方法研究

从6种隧道涌水量计算方法的基本原理出发,讨论了其计算步骤、公式及适用条件.选择合适的计算方法预测涌水量,有助于预警和制定施工对策.以杭州某引水工程为例,采用水均衡法和地下水动力学法对桩号6+331～6+360段进行涌水量预测,采用水文地质比拟法预测桩号1+885～1+905段涌水量.通过与实测涌水量的对比,预测值的误差较小,为工程的顺利实施提供了技术支持.6种涌水量预测方法各有优点和不足,根据各方法的适用条件,因地制宜,能够获得较好的预测效果.     

富水岩层隧道区域涌水量预测方法及工程应用

为预测穿越富水岩层区域隧道的涌水量,依据工程实例提出随机性数学模型和确定性数学模型进行涌水量预测的方法。通过理论解析公式和数值解等确定性数学模型对比分析隧道单位长度涌水量,并讨论了围岩渗透系数、隧道半径、地下水位高度、隧道含水层厚度对隧道涌水量的影响。研究表明,除佐藤邦明公式外,各影响参数有较强的敏感性。单位长度涌水量随各影响因素的增大而增大,数值解的增长趋势最为显著,佐藤邦明公式的增长趋势最不明显。研究成果可为富水区隧道突涌水灾害治理提供理论支持。     

贵州省德江隧道岩溶水文地质特征及涌水量预测

针对我国西南岩溶地区隧道工程施工遭遇地下涌水灾害，严重影响施工进度、威胁施工安全等问题，开展隧道涌水预测。以贵州德江隧道为研究对象，在岩溶水文地质调查的基础上，结合岩溶地貌类型、岩溶及岩溶水的发育特征，分析了隧道区内池坝地下河系统、闹水岩地下河系统与隧道的水力关系。同时，对德江隧道分区段进行了水文地质评价。分别采用大气降水入渗系数法和地下水疏干法，对隧道ZK7+200—ZK8+150段、ZK8+550—ZK9+100段、ZK9+650—ZK10+500段等岩溶涌水可能性极大段进行涌水量预测。结果显示，ZK7+200—ZK8+150段涌水量达3.79×104m3/d，ZK8+550—ZK9+100段涌水量为0.43×104m3/d，而ZK9+650—ZK10+500段涌水量高达18.25×104m3/d。结果表明，ZK9+650～ZK10+500为涌水高风险地段，需给予重视。本研究可为施工设计与水害防治提供科学依据。     

下穿岩溶天坑隧道暴雨期涌水量峰值估算方法

岩溶地区隧道建设不可避免会遭遇涌水灾害,突涌水量估算是岩溶隧道施工抢险与后期处治方案制定的重要基础。天坑洼地是岩溶地区特殊地貌单元,是联接岩溶地区地表水与地下水的重要通道,下穿岩溶天坑隧道涌水量不仅受岩溶区水文地质条件控制,而且还受到暴雨期岩溶天坑小流域地表径流补给的影响。结合实测数据和统计数据,基于小流域暴雨资料推求地表汇流洪峰形成机制,提出了一种考虑岩溶天坑流域地表径流补给的下穿岩溶天坑隧道暴雨期突涌水量峰值估算方法,并结合鸡冠山隧道的隧址区地形地貌、水文地质条件与实测涌水资料,开展了案例分析计算与实测涌水量对比。结果表明：传统涌水预测方法无法考虑暗河与地表水补给的影响,与实测结果差距很大,本方法能够准确预测隧道下穿岩溶天坑区暴雨期突涌水量峰值,为保障岩溶区隧道施工与运营安全提供重要支撑。     

隧道涌水量预测的研究

论述了利用地下水动力学法和模糊数学方法预测隧道涌水量。如果给出施工前和施工初期水文和工程地质参数资料,就可利用地下水动力学中的经验公式,预测隧道涌水量以及涌水量变化过程,该法可以用于指导隧道的总体设计及施工。根据影响隧道涌水量的主要因素,提出运用模糊贴近度预测隧道涌水量的理论,根据计算结果,证明该法预测结果具有一定的参考价值。     

开阳南江大峡谷岩溶地下水补径排研究

贵州开阳南江大峡谷景区岩溶地下水资源丰富,为独特的岩溶峡谷喀斯特地貌,为了查明该区地下水径流特征,特开展此次研究。在野外1∶10 000水文地质调查的基础上,通过水文地质剖面,结合NaCl示踪试验以及13组地下水样的水化学离子与总溶解性固体(TDS)测试结果进行综合分析,分析研究区地下水补径排特征。结果显示:(1)区内地下水的补给主要来自于大气降水与地表水,具有就地补给、就近泉点排泄循环的特点;(2)兰家寨段地下水受构造控制强烈,火龙潭(SQ2)上升泉同时作为F2断层两盘地下岩溶水的排泄点;(3)梯子岩泉作为断裂带泉也接受顶部洼地与落水洞处地表水的补给,并且存在一条地下岩溶管道;(4)大新场-屯上段鱼梁河与白安河同时作为峡谷两岸的排泄基面,不存在水力联系;(5)坡顶上-老河沟段之间地层的凸起转折对SW向与NE向地下水具有分流作用,构成地下水分水岭并使NE向地下水向老河沟方向径流。研究成果可为该区域供水提供地质依据。     

五星圩治理工程防渗墙对地下水运动规律的影响

以位于南昌市新建区联圩镇境内的五星圩治理工程为例，在概述工程区水文地质条件的基础上，采用垂直于圩堤轴线向的二维模型及Visual?Modflow软件，对五星圩0+000～4+730段和4+730～12+760段所建设的全封闭垂直防渗墙对地下水运移的影响展开模拟，并将模拟结果和实际监测结果展开对比分析。结果表明，随着堤防防渗墙深度增大，渗流量减小，渗流控制效果也愈加明显，对地下水的阻截作用同样明显；工程区内透水砂层地下水位与赣江水关系密切，而黏性土层潜水位则受到赣江水、地表水、降雨等多渠道补给；建设防渗墙后，赣江水和墙体后含水层间的水力联系削弱，但因墙体并非完全隔水，赣江水对墙体后方地下水存在绕渗补给；防渗墙对地下水向赣江排泄过程的干扰非常有限。     

引汉济渭工程黄三隧洞地下水渗流同位素综合示踪探测分析研究

引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞岩性复杂多变,水文地质条件极其复杂。为深入分析黄三段水文地质条件,采用地下水同位素综合示踪探测手段,对黄三隧洞沿线钻孔、大坪隧道、良心河、沙坪河等区域进行现场测试及取样室内分析。通过对温度、电导、水化学及环境同位素、地下水流速等方面的综合分析,结合水文地质测绘、试验等基础性工作,对地下水补给、径流、排泄条件,水力联系及连通性等方面进行了评价。研究结果表明:黄三隧洞南部和中部存在富水带,地下水主要受大气降水补给;围岩可划分为中等富水区、弱富水区、贫水区,分别占隧洞全长的7.9%、15.4%、76.7%;实际揭露涌水量与原设计预测情况一致,验证了同位素综合示踪探测方法的有效性。研究成果对同类工程具有一定的工程实际应用参考价值。     

数值模拟法在隧道涌水量预测中的应用

隧道涌水量的预测是规划公路、铁路线路很重要的一个环节。随着隧道设计水平、施工技术的提高以及施工机械的进步,采用长大隧道乃至特长大埋深越岭隧道的设计方案越来越多,使隧道涌水量的预测问题变得日益突出和迫切需要解决。以某实际隧道工程为例,提出了运用水文地质数值模拟法计算隧道涌水量的新方法。将该地区的水文地质特征参数与现场监测数据选定后,可得到一种适用于该地区的水文地质地下水模型。通过与传统方法的预测结果比较后,证明了该方法的合理性。     

九盘寺隧道地下水环境影响研究

以穿越西昌至香格里拉高速公路九盘寺隧道为例,在工程地质勘察基础上,研究地下水流动类型,分析地下水排泄补给方式,计算地表径流流、地下汇流量及施工引发的涌水量,最终计算得到隧道施工期最大涌水量6041m3/d,正常涌水量2041m3/d,地下水降位漏斗最大影响半径157m。从地下水及生态环境影响角度来分析,在加强超前预测修建隧道是合理、可行的,不会产生较大的地下水环境问题,对附近居民及上部生态的影响较小。     

引汉济渭秦岭隧洞突涌水原因及涌水量预测

针对隧洞开挖施工中常见的隧洞突涌水等地质灾害问题,在分析隧洞涌水区域水文地质条件、有限元渗流计算和达西定律的基础上,研究秦岭隧洞椒溪河段开挖涌水原因并预测涌水量。研究表明:在涌水发生的初期,涌水集中渗漏通道由断层泥及断层角砾填充,发生的流动为渗流,通过有限差分软件数值计算求得的隧洞开挖初期涌水量与实际隧洞开挖涌水初始阶段的涌水量非常接近;在涌水稳定阶段,涌水集中渗流通道发生类管涌的水力破坏,通过集中渗漏通道流入隧洞内的流量为1 671.55 m3/h,与现场实测隧洞涌水稳定时的最大涌水量1 700 m3/h接近。研究成果可应用于水文地质条件类似的隧洞工程涌水量计算。     

红层隧道涌水流量衰减曲线特征分析——以雅康公路飞仙关隧道为例

岩溶隧道涌水在隧道建设过程中较为常见,但在红层隧道中鲜有先例。以雅康公路飞仙关隧道为例,基于泉流量衰减方程,将地质条件加以概化,拟合预测曲线,并与隧道涌水流量衰减实测曲线进行对比分析,采用"先拟合,后预测,再比较"的方法,分析了方程的适用性。结果显示,实测曲线与预测曲线相契合,表明方程选取适当,并且侧面佐证了隧道涌水的来源预测结果。     

基于解析法的隧洞施工对地下水环境影响预测

涌突水是岩溶隧洞工程建设中经常会遇到的一个突出性问题。以滇中引水工程玉溪红河段(新庄-蒙自)的小扑隧道为例,介绍地下水环境影响评价过程,提出分段运用解析法对其20个桩段进行涌水量预测。主要采用大气降雨入渗法和地下水动力学法预测正常涌水量,采用地下水动力学法预测最大涌水量。结合现场调查发现施工区内有溶洞、落水洞、暗河,隧洞施工过程中可能袭夺暗河地下水导致较大涌突水灾害发生。根据解析和现场调查结果,提出了科学合理的防治对策和工程措施,以规避可能的重大地下水环境影响。     

长距离小断面引水隧洞涌水及渗水处理方案探讨

大山哨隧洞全长8641 m,最大开挖断面仅为4.4 m×5.243 m,整条隧洞均位于地下水位以下,岩溶和裂隙较发育。针对该隧洞轴线长、断面小特点,以及在开挖中出现多处涌水和多段渗水情况,通过采取一系列系统的工程处理措施,有效解决涌水和渗水对施工开挖和混凝土衬砌质量的影响,为同类工程施工积累了丰富的经验。     

长江马鞍山段内河水质二维预测计算模型

长江马鞍山段是马鞍山市最重要的水源,而又汇集全市工业废水和生活污水排放,因此建立适合此江段水域的水质评价和预测模型,预报排污对水质的影响就比较重要。本文通过建立适合长江马鞍山段内河水域的二维模拟预测模型,预报排污对水质的影响范围和程度,考察各排口污染物NH_3-N、TP、F~-在本江段的浓度分布。结果表明:姑溪河的影响较明显,但各污染物混合带宽度不超过100m,污染带对下游影响仅有2 000 m范围,水质基本上能达到Ⅱ类水质要求;通过编制二维模拟预测模型计算软件,可应用于污染控制措施、突发污染事件的预测防范以及沿江产业结构、布局调整等。     

堵水注浆在引汉济渭工程岭南TBM施工段的应用研究

引汉济渭工程岭南(秦岭南部)TBM施工段为反坡施工,隧洞突涌水全部通过大功率水泵逐级抽排至洞外。受排水设施布设、隧洞空间、电力供应、工程投资等因素影响,以及TBM掘进段和施工支洞长度均较长的客观条件,突涌水对施工的干扰、影响尤为巨大,特别是较大集中突涌水,对人员、设备安全会造成极大威胁。为保证施工安全的同时TBM掘进正常进行,针对该施工段突涌水处理制定了"以堵为主、堵排结合"的原则,采取常规双液浆堵水注浆和特殊材料堵水注浆相结合的方式,对集中涌水点进行封堵。结果表明,在8个涌水量大、涌水点集中的段落进行堵水注浆,涌水段落实际封堵率超过了99%,满足事先制定的封堵标准。该方法可为同类工程TBM施工提供借鉴。     

万家寨引黄南干7~#洞碎屑岩区段水文地质问题

本文从万家寨引黄工程南干 7#隧洞碎屑岩区段的工程地质条件、水文地质特性、地下水类型、各含水层的富水性及其赋存、径流、补给、排泄等条件入手 ,分析了该洞段开挖过程中存在的主要水文地质问题 ,以指导隧洞施工和设计 ,减少工程风险     

长江干流九江段与鄱阳湖不同季节的同位素特征

为了分析不同时期鄱阳湖与长江及其他各条河流的关系,初步探讨三峡水库运行对鄱阳湖水量的影响,对九江段长江干流、鄱阳湖地区河水、湖水进行了采样和氘氧稳定同位素分析。结果表明:水体同位素存在明显的时间和空间变化,可用于揭示湖泊与河流之间的关系。三峡补水调度过程能有效减少鄱阳湖春季的水量流失,4月份鄱阳湖流域已进入雨季,大量内河来水导致鄱阳湖水以较大的流量向长江补给;调洪削峰调度阶段,较高的长江水位对鄱阳湖存在一定的顶托作用,导致湖水难以排泄;三峡蓄水过程引起的长江水位降低加速了枯水期鄱阳湖水的流失。三峡水库的调度需要考虑到鄱阳湖流域水情,以免加重该流域丰水期的洪涝灾害和枯水期的水资源短缺。