天星坝水库输水隧洞涌水分析

天星坝水库位于云南省昭通市永善县,是解决永善县黄华、莲峰等乡镇灌溉和人蓄供水的Ⅲ等中型水利工程,是造福百姓的民生工程。输水建筑物为穿越分水岭的输水隧洞,在现场测绘、勘探、试验基础上,采用水均衡法、地下水动力学法对输水隧洞施工中涌水量进行预测,开挖揭示,输水隧洞围岩涌水量与预测基本一致,较好地指导了隧洞施工。     

西南岩溶区深埋隧洞水文地质概念模型及突涌水研究

针对岩溶地区复杂的水文地质条件,以建立岩溶区域水文地质概念模型和隧洞涌水预测方法为目标,通过分析贵州夹岩水利枢纽工程深埋长引水隧洞工程区的岩溶水文地质资料,结合地层结构、岩性组合、地貌特征等因素,研究该工程区内岩溶地下水的补给、径流、排泄关系。在此基础上,依托实地调查的典型涌水支洞,分析研究了不同情形下涌水量对降雨事件的响应,总结得出岩溶隧洞突涌水模式。针对不同突涌水模式的特点,提出了相应的涌水量计算方法与处理措施。结果表明:岩溶隧洞突涌水模式可以分为岩溶管道控水模式、层面控水模式和断层带与暗河联合控水模式;岩溶管道控水的猫场隧洞4#支洞涌水对降雨响应迅速,宜采用水均衡法估算涌水量,层面控水的水打桥隧洞2#支洞涌水受岩体渗透各向异性影响较大,宜采用岩体渗透性各向异性的有限元渗流分析方法预测,而断层带与暗河联合控水的水打桥隧洞4#支洞涌水主要由断层从暗河导入,可采用三维有限元渗流场计算分析预测其涌水;采用上述方法对典型支洞涌水预测的误差分别为6.97%、4.81%、1.13%。研究成果对于岩溶区深埋隧洞工程的建设具有一定借鉴意义。     

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。     

复杂岩溶区深埋长隧洞涌水量预测分析

涌突水是深埋长隧洞施工中最为突出的地质灾害之一,尤其是在岩溶发育地区,做好涌水量预测分析是保证施工安全的前提。以滇中引水工程某深埋长隧洞为例,基于地下水模型系统软件GMS,并结合隧洞穿越段地下水含水介质特性、岩体水文地质结构、地下水流动系统特征、地下水化学及其环境特点,建立了三维渗流场数值模型,经与传统经验公式相比较,对计算结果的差异性进行了分析,验证了数值计算方法的可行性。最后利用该模型对隧洞施工期不同工况下的涌水量进行了预测分析,并对周边地下水的影响进行论证,为工程设计和施工提供了科学的参考依据和技术支撑。     

基于数值法和解析法的矿坑涌水量预测对比分析

在矿山开采过程中会存在矿坑涌水,为了使矿坑涌水得到合理的利用与疏排以及防止突水事件发生,需要对矿坑涌水量进行预测。以安徽省涡北煤矿为例,使用数值法与解析法分别预测其开采中产生的涌水量,并对两种方法预测结果进行分析比较。对数值法的应用是根据矿区水文地质条件,利用Modflow软件对矿区地下水进行模拟计算;解析法则主要依据地下水动力学的研究,使用解析公式计算矿坑涌水量。结果表明,两种方法都是合理的,这两种方法的结合增加了矿坑涌水量预测的可靠程度,可相互佐证。     

长输水隧洞中地下水影响评价分析及措施

为防止地下水在岔河长输水隧洞施工中发生涌水、突泥等不良地质问题,对长输水隧洞富含地下水洞段进行水文地质评价,对涌水量进行计算,得出各洞段地下水分布情况及施工过程中可能存在的涌水、突泥等地质问题。根据涌水量计算及地质情况分析,采取集水坑、集水井与水泵、排水管相结合的排水措施,采用钢纤维喷C20砼、超前地质预报、超前探孔、超前固结灌浆、钢拱架支撑等措施解决地下水对隧洞施工的影响。实践证明,采取的排水、支护方案合理可行,及时有效地处理了事故,并保证了后续施工的顺利进行。     

巴基斯坦某水电站隧洞涌水量预测分析

巴基斯坦某拟建水电站隧洞段地质构造发育,地下水丰富,采用多种方法,对隧洞开挖情况下的稳定涌水量、最大涌水量进行了估算,并参考临近已建水电站隧洞开挖时的情况给出了适用于本工程的涌水量建议值。     

牛栏江-滇池补水工程大五山隧洞过老河床段施工

大五山隧洞工程过对龙河段为原老河床部位,隧洞埋置浅,上部为冲洪积层,溶蚀裂隙发育,地下水丰富(最大涌水总量约1600m3/h,最大涌水点涌水量约200m3/h)的特殊地质结构段,其施工难度远远大于一般的水工隧洞。本文对大五山隧洞过对龙河段开挖支护、混凝土浇筑、灌浆等施工技术进行了详细介绍。     

干河泵站引水隧洞特大涌水处理实践

牛栏江-滇池补水工程干河泵站引水隧洞在穿越地下暗河施工中，其2号施工支洞出现特大集中涌水。为解决涌水问题，通过专题补充地质勘探，查清了隧洞掌子面的涌水量、涌水的补给途径、水压等情况，并采取分流、分级强抽排结合洞内开挖支护的措施，使涌水得到控制，而后根据支洞段开挖所揭示的暗河情况，按制订的封堵预案成功封堵涌水。该工程抢险实践对类似岩溶地区地下隧洞特大涌水处理提供了成功经验。     

锦屏二级水电站引水隧洞施工期涌突水数值模拟

涌突水是我国西南山区修建地下工程过程中经常遇到的问题之一。文章以锦屏二级水电站引水隧洞为例,引入等效入渗强度来模拟降雨入渗过程,采用等效连续各向同性介质模型,运用三维有限元的基本方法和地下水动力学的基本理论对引水隧洞施工全过程工程区涌水量和降落漏斗的影响范围开展了分析研究。在不采取相应的防渗支护措施的情况下,洞群开挖将产生最大26 m3/s左右的涌水量,降落漏斗的影响范围在20 km左右。采取"以堵为主、堵排结合"的工程措施后,涌水量明显减小,地下水位得到回升,处理结果基本可以满足工程建设和地表水环境的需要。     

川东褶皱带明月峡背斜区地下岩溶发育规律

川东隔挡式褶皱带一直是四川、重庆东西向交通通道的天然屏障,隧道可快速穿越褶皱山区,但其在建设时却常常遭遇岩溶涌突水等地质灾害,威胁着施工人员安全与生态地质环境。通过分析川东明月峡背斜区各类排泄基准面控制的地下水循环模式,研究了明月山及所在的川东地区地下岩溶发育规律及岩溶发育深度。结果表明:川东及明月峡背斜区主要可分为贯穿河谷型、横向深切沟谷型、横向浅切沟谷型3类排泄基准面控制的地下水循环模式;在贯穿河谷控制的地区,岩溶向深发育;横向深切沟谷控制的地带,岩溶也具有一定向深发育的能力,岩溶发育深度一般在沟谷之下200~500 m;横向浅切沟谷密集发育的地带地下岩溶发育深度大致在200 m以内。研究结果对于预测与规避川东地区隧道建设时面临的岩溶涌突水灾害及减小其对地质环境的影响有参考价值。     

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。     

基于地下水环境影响的隧洞选线研究

为解决隧洞建设对周边地下水环境影响的问题,以滇中引水工程海东隧洞为研究对象,利用专门水文地质调查测绘、勘探、观测等技术手段,以及解析法、数值法等研究方法,对线路区岩溶水系统水文地质特征及与周边地下水环境的影响关系开展了系统研究,从地下水环境影响角度对海东隧洞选线方案进行了合理优化,推荐选择对地下水环境影响较小的B线方案。此案例剖析为引调水工程隧洞方案比选的分析评估思路提供参考。     

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。     

基于三维非稳定渗流分析的隧洞开挖地下水环境影响评价

水利工程中隧洞施工通常采用全部开挖完成再衬砌的方法。如针对开挖施工的短暂状态采用稳定渗流计算分析其对地下水环境的影响,并不符合实际,且往往会夸大地下水位降落的幅度和影响范围,因此采用非稳定渗流数值模拟技术来评价将更为合理。以某水电站发电引水隧洞施工为例,采用饱和-非饱和非稳定渗流理论,建立了引水隧洞区域的三维有限元模型,对隧洞开挖过程中区域地下水非稳定渗流场进行了数值模拟,总结分析了隧洞从开始挖掘到贯通过程的地下水变化规律并进行地下水环境影响评价。结果表明:采用三维非稳定渗流分析预测隧洞开挖过程中地下水位降落和降落漏斗扩大的过程是可行的;该工程引水隧洞开挖对该区域地下水影响较小,地下水补排关系总体无变化。     

岩溶回填改善地下洞室群围岩稳定性的数值分析

岩溶是石灰岩地区地下水作用的过程与结果,是隧道洞室所面临的不良地质现象之一。结合岩溶系统区域内大型地下电站的建设,采用显式有 限差分法模拟地下厂房的施工开挖,分析了岩溶系统对地下厂房洞室群围岩稳定性的影响,
评价了溶洞回填处理措施的加固效果。     

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。     

云南洱海东侧引水隧道地下水环境负效应探讨

为防止隧道施工引起地下水环境恶化,将环境负效应评价体系应用于云南洱海东侧引水隧道工程中。利用AHP层次分析法对环境负效应体系各项指标选取适宜的指标权重,对实例地质条件以及水文地质条件等的分析,并采用模糊综合评判法对洱海东侧引水隧洞工程进行地下水环境负效应评价。评价结果表明:大理某引水隧道在经过萂村段时,造成的地下水环境负效应为Ⅳ级,隧道两侧约5 000 m内将出现地下水位下降,并伴随出现一定范围的地面塌陷和岩溶塌陷,以及明显的地表水系流量减少和井泉点枯竭。研究成果可为该引水隧洞的施工及设计提供参考。     

长大隧洞工程建设中地下水处理的实践及思考

以引汉济渭工程秦岭输水隧洞(越岭段81.779 km)为例,围绕该隧洞建设过程中的地下水问题,介绍其总体富水情况以及地下水预测方法。通过对秦岭各支洞抽排水措施的综合研究,给出了抽排水方案的设计步骤,结合不同涌水的处理提出了突涌水的处理思路,并介绍了目前国内先进的突涌水预测手段及应用效果。根据秦岭隧洞抽排设备的配置思路以及洞外环保处理情况,指出了目前地下水处理过程中存在的问题并提出相应的解决方法。通过引汉济渭工程建设过程中地下水处理情况的介绍、探讨和分析,对长大隧洞处理类似地下水问题提供一定的借鉴。     

复杂岩溶区深埋长隧洞线路比选优化实践

复杂岩溶区的深埋长隧洞在施工过程中不仅易发生涌水、突水、突泥等地质灾害,同时也可能引发一系列地下水环境问题。因此,隧洞应尽可能在非(或弱)岩溶化地层中穿越,以便最大限度地减少对地下水的疏干影响。选取滇中引水工程复杂岩溶区某一深埋长隧洞为研究对象,以水文工程地质调查及测绘为基础,充分借助钻探、地下水示踪试验及大地电磁测深等技术手段,宏观上对研究区深部岩溶的发育程度进行判断,并对研究区地下分水岭部位进行了较准确的界定,为隧洞线路最优化选择提供了合理、准确、可行的依据。经综合分析,确定比选线路2为最终优化线路。