岩溶地区隧道涌水量估算

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210974866_岩溶深长隧道水文地质调查分析与涌水量预测方法研究

210974866_岩溶深长隧道水文地质调查分析与涌水量预测方法研究

Value Engineering0引言我国不仅是隧道数量最多、长度最大的国家,同时也是水文地质最复杂的国度,因为地质条件非常复杂,所以在岩溶发育区进行隧道施工,很容易受到突泥、突水等自然灾害的威胁,导致严重的人员伤亡事故和重大经济损失,尤其是岩溶深长隧道,一方面是因为岩溶地质复杂,另一方面还在于岩溶隧道勘察、评估涌水方法缺乏科学性,所以很难精准判别灾害性涌水,最终引发隧道施工安全事故[1]。

本文通过综合分析某段岩溶隧道水文地质情况,预测评估隧道涌突水量,有效遏制地质灾害,只有保证隧道安全施工,才能实现岩溶深长隧道的成功通行。

1工程概况某隧道为分离式隧道,隧道设计长度为5000m ,最大埋深300m 。

在充分收集前人工作成果的基础上,首先在线路经过区开展1∶50000水、工、环调查,基本查明隧道区水文地质条件、地下河分布特征;在线路两侧2km 范围内段开展1∶10000水文地质工程地质调查,为隧道设计施工择提供水文地质参数及科学依据。

开展1∶50000水工环调查,主要工作内容是:①基本查明沿线岩溶地下水的补给、径流、排泄条件及各灰岩地层的富水情况,重点在于沿线岩溶地下水的垂直分带、水力坡度、地下分水岭的确定等;②基本查明岩溶分布特征(与地层、地质构造、地形地貌关系),基本查明沿线所经各地下河的分布及其与线路的关系,查明各个地下河的补迳排特征;开展1∶10000隧道选线工程地质调查,主要工作内容是:①初步查明隧道区工程条件;②分析评价拟选隧道线隧道工程施工、运行对周围地质环境条件的影响程度。

2工程地质条件某隧道位于调查区为峰从谷地、陡坡中低山边缘缓坡丘陵,根据区内地层岩性的分布特征,结合地质构造,和岩组组合条件的不同,调查区可分为:侵蚀-溶蚀类型的岩溶峰丛谷地和构造-侵蚀的陡坡中低山两种地貌。

隧址区位于向斜东翼,发育F1逆断层,断裂走向北西-南东,倾向西,倾角69~82°,局部切割泥盆系地层,断裂影响带宽约60~120m 不等。

某高速公路岩溶隧道涌突水量预测

某高速公路岩溶隧道涌突水量预测
区 范 围
Hale Waihona Puke 隧 址 区 岩 溶 形 态 沿 纵 向发 育 为 主 , 地 下 水 总 体 流 向 亦 与 构
1 . 2 水 文 地 质 条 件


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1 .地 表 分 水 岭 ; 2 . 地下 水分 水岭界 线 ; 3 . 地下 水类 型 界线 ; 4 . 水 文地质 单元分 类及 编号 ; 5 . 次级水 文 地质单 元及 编号 ; 6 . 预测地 下水 流 向; 7 . 地 层 岩性界线 ; 8 . 背斜 及 编号 ; 9 . 倒 转 向斜 及编 号 ; 1 0 . 溶 蚀 洼地; 1 1 . 暗河 ( 上为 进 口, 下 为 出 口) ; 1 2 . 泉点, 流量 ( L / s ); 1 3 . 工
条 件好 , 为工 区 主要 富水 岩 溶 地 层 , 但 富 水 性 不 均 。 特 别 在 构 造线 附近 ( 背斜倾 伏 端 、 断层 破 碎 带 与 沟 谷 交 汇处 ) , 岩溶 发育, 含 水层 的富 水性较 强 , 有 较 大 泉 出露 , 成 为 碳 酸 盐 岩 类 裂 隙溶 洞水 的集 中排 泄带 。
[ 摘
要] 涌突水是 隧 道施 工 中常见 的一种 灾害现 象 , 特 别是岩 溶 隧道 , 尤 为严 重 。文章 结 合 某 高速公 路 岩溶
隧道 实例 , 根 据 水文 地质调 查 、 试 验和 观测 等 工 作 , 查 明 了隧 址 区地表 浅部 及 其过 渡带 岩 溶发 育 范围 、 形 态、 规模 及 高程 , 分析 了岩 溶发 育规律 及岩 溶 水的 补 、 径、 排 特 征 。分 别采 用降 水入 渗 法 和地 下水 径 流模 数 法 计 算 了隧 道 涌 突

岩溶隧道涌水量综合预测_以朱家岩岩溶隧道为例

岩溶隧道涌水量综合预测_以朱家岩岩溶隧道为例

第38卷第3期2011年5月水文地质工程地质HYDROGEOLOGY &ENGINEERING GEOLOGY Vol.38No.3May 2011岩溶隧道涌水量综合预测———以朱家岩岩溶隧道为例郭纯青1,田西昭1,2(1.桂林理工大学环境科学与工程学院,桂林541004;2.河北省环境地质勘查院,石家庄050021)摘要:长期以来岩溶隧道涌水问题是国内外隧道施工中的重大难题,往往对工程造成极大危害。

基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合多年的经验,提出“岩溶隧道涌水量综合预测四步建模法”。

运用地球系统科学的理论与方法,辅之系统论原理和类比方法,从多种地质调查与监测手段入手,在分析确定岩溶地下水系统结构特征(特别是地下岩溶含水介质类型)与其内水流运动关系的基础上,采用流量衰减分析法、物理模拟和BP 神经网络模型三者相结合的方法,对岩溶隧道涌水量进行综合预测研究。

关键词:岩溶隧道;涌水预测;物理模型;BP 神经网络中图分类号:P642.2文献标识码:A文章编号:1000-3665(2011)03-0001-08收稿日期:2010-07-12;修订日期:2011-01-06基金项目:国家自然科学基金项目(40972158)作者简介:郭纯青(1955-),男,研究员,从事岩溶水资源、岩溶含水介质、岩溶水系统数学物理模型及有关岩溶灾害等方面的调查与研究工作。

E-mail :guochunqing99@yahoo.com.cn中国岩溶分布面积广,约占国土总面积的1/3。

岩溶地区因受其特殊的地质构造影响,往往具有高水压、富水、溶洞及断层的特征;在岩溶地区修建地下隧道工程,施工中一旦不慎,极易诱导突发大规模的涌水、涌泥、涌砂等工程灾害。

目前,在涌水量预测问题上,主要根据岩溶隧道环境地下水所处地质体的不同性质、水文地质条件的不同复杂程度、施工的不同方式及生产的不同要求等因素,提出了岩溶隧道涌水量预测计算的确定性数学模型和随机性数学模型两大类方法[1]。

中梁山某隧道工程岩溶发育规律及涌水量预测

中梁山某隧道工程岩溶发育规律及涌水量预测

摘要:中梁山位于观音峡背斜南部,地质条件复杂,岩溶发育。

文章结合某隧道工程,根据水文地质调查、钻孔试验等,查明隧址区岩溶发育现状,分析岩溶发育的规律及其控制性因素。

分别采用水均衡法和地下水动力学法对隧道可溶岩段涌水量进行预测预测结果表明正常涌水量为79816m3/d,最大涌水量为123101m3/d。

关键词:岩溶发育;隧道涌水量;水均衡法;地下水动力学法1. 区域地质概况1.1 地质背景隧道横穿中梁山,区内地形受地质构造及地层岩性控制。

中梁山位于川东褶皱带重庆弧形构造的观音峡背斜南延部[1],该区的地质构造主要以隔档式构造为主,即由一系列平行的背斜和向斜相间组成。

地层主要为一套海相与浅海相碳酸岩盐、碎屑岩和内陆相碎屑岩沉积,出露的地层除白垩系、第三系缺失外,自二叠系至第四系均有不同程度的发育。

区内地形由窄条状山脉和丘陵谷地组成,沿nne方向展布,背斜成山,向斜成谷,山高谷深,岭谷相间,地形受岩性控制,背斜轴部的石灰岩、白云岩形成岩溶槽谷,坚硬的须家河砂岩组成单面山,侏罗系红层组成丘陵,形成本区多样化的地貌景观。

隧道横剖面见图1。

1.2 水文地质条件隧道所在的中梁山脉横向上受地形切割,纵向上被长江、嘉陵江及其支流切割,受观音峡背斜的影响,在白市驿镇、狮子岩、重庆东站一带地下水向南北两端径流。

根据含水介质岩性、地下水动力特征等的差异性,隧址区可划分为碳酸盐岩类含水层和碎屑岩类含水层及泥岩隔水层。

1.2.1 碳酸盐岩类含水层主要由嘉陵江组(t1j)、雷口坡组(t2l)、飞仙关组(t1f)、长兴组(p2c)灰岩、白云质灰岩、白云岩夹角砾状灰岩等组成,分布于观音峡背斜轴部,属中等富水性弱透水性岩溶裂隙含水层。

1.2.2 碎屑岩类含水层由须家河组(t3xj)中~厚层砂岩组成,呈条带状展布于陡崖及陡倾的斜坡地带。

其含水性和裂隙发育成正比,随着深度的增加,裂隙发育减弱含水性减弱。

主要分布在陡峻的斜坡地带,地表排泄良好,入渗较差,但出露面积广泛,岩层的张裂隙发育,也有助大气降雨的入渗,总体含水性中等。

岩溶槽谷区既有隧道条件下新建隧道渗流特征及涌水量预测

岩溶槽谷区既有隧道条件下新建隧道渗流特征及涌水量预测

岩溶槽谷区既有隧道条件下新建隧道渗流特征及涌水量预测在公路、铁路建设过程中,不同道路线型的选择将影响隧道穿越山体的形式,而穿越山体的隧道,隧道洞身高程一般在地下水位以下,隧道的开挖将不可避免的考虑地下水的影响。

市政公路、高铁以及地铁隧道建设中,出于解决城市交通拥堵的需要,对某些交通要道需要扩容,同一区域各种隧道修建的密度越来越高,这时新建隧道便难免会临近一些已建成并运营的隧道。

此时新建隧道施工将破坏已有运营隧道的渗流平衡。

如果新建隧道开挖出现大量涌水,势必影响运营隧道涌水量和孔隙水压力,造成隧道周围围岩应力的变化影响隧道安全。

同样已运营隧道的排水亦会和新建隧道的涌水产生相互影响。

新建隧道开挖时若无限制排水也会使地下水及地表水资源流失,甚至可能造成地表植被及人类生活用水枯竭,影响严重。

本文基于重庆市国土资源和房屋管理局科技计划项目“岩溶槽谷区多条隧道建设对地下水系统的影响及环境效应—以重庆南山地区为例”,以重庆市南山地区隧道建设为研究背景,以现场试验、理论分析和数值模拟相结合的方式,研究南山隧道与铜锣山隧道之间拟建隧道施工对南山隧道、铜锣山隧道涌排水的影响,以及在既有隧道条件下拟建隧道地下水的渗流特征和涌水量预测问题。

在对南山地区水文地质条件调查研究的基础上,进行拟建隧道开挖后地下水的渗流场变化以及既有运营隧道的排水量预测,并预测拟建隧道施工过程中的涌水量。

主要研究内容包括:首先是隧址区水文地质条件研究。

整理收集野外调查和室内测试资料,包括该区域的地质条件、水化学分析资料、岩石渗透系数资料等。

依据隧址区地下水补给、径流、排泄等,概化模型边界,确定模型主要参数。

其次是岩溶槽谷区运营隧道排水量预测研究。

整理分析重庆南山地区已运营主要隧道排水监测数据,收集南山地区天气及降雨量信息,并研究涌水量与降雨量的关系。

分析新建隧道开挖后,运营隧道排水量的变化情况。

然后进行岩溶槽谷区新建隧道地下水渗流特征和涌水量预测研究。

隧道涌水量的预测

隧道涌水量的预测

隧道涌水量的预测摘要:通过对隧道工程地质勘察,以不同方法计算的隧道涌水量,经分析对比,确定隧道最大涌水量,对隧道的设计、施工起到超前预防作用。

关键词:隧道涌水量,水文地质试验,渗透系数,汇水面积,降水入渗系数1前言隧道涌水量的计算,是工程地质勘察过程中非常重要的一环,尤其对于长-特长隧道,其数值的大小,直接关系到设计、施工所采取的涌、排水措施。

本文通过工程地质勘察过程中不同隧道涌水量计算的实例,讨论了隧道涌水量预测过程中需要注意的几个问题。

2水文地质试验水文地质试验是隧道涌水量计算的关键一环,应根据水文地质条件和场地条件,选用抽水、压水、注水及提水试验等方法。

下面仅就各种试验时应注意的问题介绍如下:2.1抽水试验1、稳定流抽水试验的水位降深次数,一般进行3次,当勘探孔的出水量较小或试验时出水量已达到极限时,水位降深可适当减少,但不得少于2次。

2、当出水量和动水位与时间关系曲线只在一定范围内波动,且没有持续上升或下降趋势时,判断为抽水试验稳定。

2.2压水试验1、压水试验宜采用自上而下的分段压水方法,同一工程中试验段长度应保持一致。

2、试验段长度一般为5m,最长不得超过10m。

3、压水试验宜采用3个压力阶段,一般采用0.3Mpa、0.6 Mpa、1.0 Mpa。

4、压水试验中,每10min宜观测一次压水流量,每一压力阶段在流量达到稳定后延续1.5-2.0h即可结束。

2.3注水试验注水试验一般采用钻孔常水头注水法。

1、采用清水向孔内注水,当水位升高到设计的高度后,控制水头、水量保持稳定。

2、注水试验应进行3次水位升高,每次水位升高宜采用2、4、6m,间距不宜小于1m。

2.4提水试验提水试验采用定水位降深法。

1、单位时间内提水次数应均匀,提出的水量大致相等,并达到水位水量相对稳定。

2、水位水量每隔30min测定一次,计算出出水量,出水量波动值为±10%,水位波动范围10-20cm,即为稳定。

3、提水试验延续时间,应在水位、水量相对稳定后在进行4h即可结束。

隧道涌水量预测的计算方法研究_张雷

隧道涌水量预测的计算方法研究_张雷
公路交通技术 2007 年 2 月 第 1 期 Technology of Highway and Transport Feb. 2007 No. 1
隧道涌水量预测的计算方法研究
张 雷1 ,赵 剑2 ,张和平3
(1. 惠州市城乡建筑工程有限公司 ,广东惠州 516001 ;2. 重庆交通大学 ,重庆 400074 ; 3. 珠海市公路局香洲分局 ,广东 珠海 519000)
4 比拟法 比拟法应用类似的隧道水文地质资料来计算 ,
立足于勘探区与借以比拟的施工区条件一致 。因 此 ,这种方法的预测精度取决于试验段和施工段的 相似性 ,两者越相似则精度越高 ,反之则越差 。比拟
收稿日期 :2006 - 08 - 25
12 2 公 路 交 通 技 术 2007 年
洪水期与枯水期的地下径流模数可以 适用 于 岩 溶 区 隧 道 涌
相差数十到百倍 ,季节性要求高 。
水量预测 。
非线性理论方法
首先对隧道标高附近及其以上庞大空
间范围内的水进行系统识别与划分 。
根据各个系统与隧道的空间关系及其
它相关信息 ,确定系统向隧道供水的 可能尚属探索性阶段 。
3 解析法 雅各布和洛曼 (1952) 提出了一种解析法 。解析
法是利用地下水动力学原理计算隧道涌水量 。在地 下水运动学中有以裘布衣公式 (1875) 为代表的稳定 流理论和以泰斯公式 (1935) 为代表的非稳定流理 论 。根据这 2 大理论 ,人们研究出了许多隧道涌水 量预测的经验公式 ,比较常见的有 ,日本的佐藤邦明 公式 、落合敏郎公式 ,前苏联的科斯嘉可夫 (A·H·K. OCTΠ: IKOB) 公式 、吉林斯基 ( H·K·FnpnHcKn) 公式 、 福希海默 ( Forcheimer ·F) 公式以及我国的经验 公 式[6 - 10] 。在基岩地区应多用解析法 ,如秦岭隧道[11] 上就运用了解析法 。该法经过了水文地质模型概 化 ,简化了水文地质条件 ,具有快速实用的特点 。

涌水量预测计算方法

涌水量预测计算方法

涌水量预测计算方法一、前言在隧道建设施工中,涌水灾害是隧道建设中备受关注的问题之一。

它不仅影响隧道建设的正常施工,且会波及到隧道建成后的安全运营。

因此,如何较为准确地预测隧道涌水量的大小,为隧道施工制定合理的防排水措施提供依据,成为众多岩土工程学者日益关注的课题之一。

隧道涌水的预测首先是从定性研究开始的,最早的预测只是通过查明隧道含水围岩中地下水的分布及赋存规律,分析隧道开挖的水文地质及工程地质条件,依据物探、钻探、水化学及同位素分析、水温测定等手段,确定地下水的富集带或富集区以及断裂构造带、裂隙密集带等可能的地下水涌水通道,并且用均衡法估计隧道涌水量的大小。

随着技术水平和施工要求的提高,基于定性分析的隧道涌水预测研究,发展成为隧道涌水的定量评价和计算,主要体现在隧道涌水位置的确定与涌水量预测两个方面。

在隧道涌水位置的确定方面,人们通过隧道围岩水文地质及工程地质条件的定性分析,发展了随机数学方法和模糊数学方法。

在涌水量预测方面,人们根据隧道环境地下水所处地质体的不同性质、水文地质条件的复杂程度、施工的方式及生产的要求等因素,提出了隧道涌水量计算的确定性数学模型和随机性数学模型两大类方法。

岩溶区隧道涌水研究必须要注重水文地质条件的研究, 因为每一种方法、公式的提出都是基于地质条件的研究基础之上的。

岩溶区地质条件一向比较复杂, 从隧道施工期发生的比较严重的涌水事件来看,岩溶区易发生涌水地质条件可以分以下四类:⑴向斜盆地形成的储水构造;⑵断层破碎带、不整合面和侵入岩接触面;⑶岩溶管道、地下河;⑷其他含水构造、含水体。

以上只从宏观上列举了一些可能发生严重涌水的地质条件, 这是远远不够的, 对隧道涌水条件应进行详细研究, 这是其他隧道涌水研究工作的基础,必须予以重视。

[1]二、岩溶区隧道涌水量预测方法目前涌水量预测计算方法很多, 主要有以下几种:1.进似方法这种方法主要包括涌水量曲线方程(一般称Q-S曲线)外推法和水文地质比拟法2 种。

岩溶地区隧道涌水量估算

岩溶地区隧道涌水量估算

岩溶地区隧道涌水量估算岩溶区隧道的涌水预测是长期以来困扰生产实践的难题,其原因主要有:岩溶地下水赋存极不均一,很难确定隧道内确切的涌水部位及水量大小;勘察精度不够,无动态观测资料及试验资料较少,不能正确描述地质条件及水动力场特征;难以确定合理的计算方法和各类参数。

本次隧道涌水预测是根据隧址区岩溶发育特征、地下岩溶管道系统的分布、地下水补径排特点及各含水岩组富水性等特征,通过采用地下径流模数法和大气降水入渗法、结合地区经验,估算隧道涌水量。

标签:隧道涌水测量1概况隧道长2000m左右、最大埋深近200m。

中山、溶蚀峰丛洼地地貌区,亚热带湿润季风气候,隧址区内无水库、堰塘。

可溶性碳酸盐岩分布广泛,地表溶沟、溶槽、石牙、溶孔、溶穴、溶管、峰丛、洼地、溶丘及溶蚀沟谷等发育,地下岩溶形态则有落水洞、地下河、溶洞等。

突水、突泥对隧道工程建设影响甚大。

隧址区位于向斜东翼,向斜轴近乎南北向,两翼岩层倾角约40°左右,近乎对称。

轴部地层为三叠系巴东组及白垩系组成,白垩系不整合覆盖于巴东组之上。

隧址区内无断裂。

区内裂隙发育,一般为张性裂隙,张开宽1~35cm不等,面裂隙率在1.5~3条/m2之间;裂隙发育走向在N45°~65°W、N50°~60°E、N75°~80°E。

2水文地质条件2.1隧址区岩溶发育规律溶沟、溶槽、石牙、溶孔、溶穴、溶管在地表随处可见,落水洞口多呈圆形或椭圆形,直径在1~5m之间,普遍发育深度5~15m,少数深不见底,底部多充填黏土夹碎石,以缝状为主,竖井状较少。

漏斗多见于斜坡地带或洼地周边缓坡地带,受地形影响多呈斜歪状和碟状,主要受层面、地形和裂隙控制发育而成,深度多为1~3m。

隧址区岩溶发育具有以下规律和特征:①岩溶发育的呈层性,岩溶的发育与地壳的上升、停顿和岩溶水的变迁密切相关,故不同岩溶期发育着不同的岩溶形态,从而形成了区域上岩溶发育的呈层性特点;②岩溶发育深度与侵蚀基准面的一致性,河流和泉是调查区当地侵蚀基准面,各水平岩溶出口标高基本与最低侵蚀基准面一致;③岩溶发育方向具有与岩层走向一致性的特点,区内岩层走向N4°~9°W,倾向西,主要发育一组东西走向裂隙,地表落水洞多呈串珠状沿岩层走向分布,区内最大溶槽走向南北。

深埋特长岩溶隧道涌水量预测分析

深埋特长岩溶隧道涌水量预测分析

深埋特长岩溶隧道涌水量预测分析摘要:涌突水是岩溶隧道工程建设中经常会遇到的一个突出性问题,本文以武水高速公路白云隧道为例,通过对隧址区实地调查分析,采用多种计算方法对隧道涌水量进行了预测和对比分析。

涌水量预测为深埋特长岩溶隧道施工提供地质依据,对隧道工程运营具有重要意义。

关键词:深埋特长隧道;岩溶;水文地质单元;涌突水;涌水量预测引言近年来,随着经济建设和岩土工程施工技术的发展,我国建成的深埋特长隧道越来越多。

涌突水是这类隧道的最主要灾害问题之一。

一旦发生涌突水灾害,轻则冲毁机具,淹没隧道,重则造成重大的人员伤亡,甚至工程被迫停建或改线;同时,岩溶隧道内大量的涌水、涌泥还会引起地表塌陷,导致地下水水质污染和地表环境恶化,给隧区居民生产生活带来不利影响。

因此,研究隧道涌水量预测问题具有现实意义。

白云隧道是西部开发省际公路通道武隆至水江段的控制性工程。

该隧道东起重庆市武隆县长坝乡先锋村鱼尾巴,向西途经武隆县白云乡共和村,止于南川市双溪乡石垭村香树园,全长约7.1km,隧道轴线地面标高与设计路面标高最大高差达800m。

涌水量是该富水区高水位隧道设计、施工中最重要的参数之一。

基于其复杂的水文地质条件,目前岩溶隧道涌水量预测尚未形成统一的理论体系。

本文结合当前地质调查、勘探技术水平现状和隧道岩溶及地下水发育规律,采用多种计算方法,对白云隧道涌水量预测问题进行探讨,所得结论可为岩溶地区特别是我国西南山区岩溶隧道涌水量预测提供借鉴。

1地质环境概况隧址区位于新华夏系第三沉降带之四川盆地东南缘,主要构造形迹为北北东-北东向。

隧道横向穿越桐麻湾背斜中段,该背斜轴向北东30º,轴面倾向南东,为一斜歪狭长背斜。

本区出露志留系~三叠系地层,岩性以碳酸盐岩为主夹少量碎屑岩及第四系松散堆积物。

隧址区四周由乌江及其支流石梁河、鱼泉河、大溪河切割,形成一个相对独立的水文地质单元。

单元内植被发育,雨量充足。

受乌江水系的切割及隔挡式构造控制,区内深沟和河谷地带出露多处大泉和暗河。

复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究

复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究

复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究岩溶地区是地下水循环活跃并形成溶洞、地下河等特殊地质构造的地区。

在这些地区修建隧道时,由于地下水运动复杂、地下水位高、溶洞系统发育等原因,隧道工程常常面临涌水问题。

因此,研究复杂岩溶地区隧道涌水预测方法对于隧道的设计、施工和维护具有重要意义。

本文将以1200字以上,综述现有的复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究。

首先,了解地下水系统并建立模型是预测隧道涌水的基础。

地下水系统由溶洞、裂隙、孔隙等构成,地下水在这些构造物中流动。

通过钻孔、测点等方式获取的地下水位、水质、水压等数据用于建立地下水流动模型,利用该模型可以模拟地下水的流动路径和速度,预测地下水与隧道的交互作用。

然后,分析地质数据是预测隧道涌水的重要过程。

采集并分析地质数据,包括地下水位、地下水化学成分、岩层结构、溶蚀作用等信息,能够提供隧道涌水的初步预测。

例如,高地下水位、含有溶解性物质的地下水以及储存岩层中出现的溶洞等都是隧道涌水的潜在因素。

接下来,预测涌水量和涌水位置是隧道设计与施工中的关键问题。

通过建立数学模型,综合考虑地下水位、水文地质条件、隧道形状等参数,可以计算出涌水量。

此外,使用数值模拟方法可以预测涌水位置。

除了上述方法,还可以借助地下勘探手段来预测隧道涌水。

地下勘探手段包括地震勘探、重力勘探、电磁波勘探等方法。

这些方法可以探测到地下的溶洞、断层等地质构造,并通过分析这些地质构造的特征来预测隧道涌水。

最后,有效的施工措施是预防隧道涌水的重要手段。

遵循隧道施工标准,加强隧道支护、隧道防水等工程措施,能够有效地预防隧道涌水。

综上所述,复杂岩溶地区隧道涌水预测方法涉及到建立地下水流动模型、分析地质数据、预测涌水量和涌水位置以及地下勘探等方面。

通过综合运用这些方法,我们可以有效地预测隧道涌水,为隧道的设计、施工和维护提供科学依据。

隧道涌水量估算简析

隧道涌水量估算简析

隧道涌水量估算简析说明:本次主要依据《公路隧道设计规范》JTG D70-2004,针对钻爆法施工的山岭隧道关键词:隧道围岩;围岩分级;地下水;综合围岩分极;1、前言随着技术水平和施工要求的提高,基于定性分析的隧道涌水量预测逐渐发展为定量评价与计算。

尤其是近几年凡涉及隧道勘察部分,均要求设置合理的现场水文试验项目,根据水文参数对隧道涌水量进行定量评价与计算。

根据我公司完成的某工程岩土工程勘察报告,对隧道涌水量估算的过程进行简要的概述。

本项目坑道部分全长约470m,洞室工程约2900㎡。

2、坑道部分水文地质条件基岩裂隙水主要存在构造裂隙和风化裂隙中。

接受大气降水及第四纪松散岩类孔隙补给,构造裂隙不太发育,补给量少,透水性差,水量贫乏。

节理裂隙密集带、强风化带和断层破碎带透水性和富水性相对较好。

基岩裂隙水沿张裂隙下渗至中风化岩面,由高处向低处流动。

地下水在重力作用下,沿一定水力梯度由高水位向低水位迳流,主要沿基岩迳流。

3、现场水文地质试验的选择为了测定岩体的裂隙性和渗透性,提供相关的水文地质参数,可选择的现场水文地质试验方法有:⑴现场抽水(提水)试验在坑道钻孔中进行,坑道钻孔孔深一般50~100m,基岩裂隙水水量贫乏,仅节理裂隙密集带、强风化带和断层破碎带透水性和富水性相对较好。

如设置观测孔意义不大,同时会增加不少的额外工作量。

采用不带观测孔抽水也只能初步测定含水层的渗透性参数。

现场抽水(提水)试验历时较长,一次试验(三个落程)至少需要24个小时以上。

综合分析现场抽水(提水)试验对本工程性价比很低,不大适宜。

⑵现场注水试验采用分段试验法进行,在勘探孔深较浅时比较实用,随着钻孔深度的增加,需对上部非试验段进行水泥护壁、止水。

止水后再进行钻探,止水效果难以保证,容错率较低,同时封孔止水过程等待时间较长,严重影响施工进度。

⑶现场压水试验试验方法为单栓塞分段隔离法。

可在钻探过程选择有针对性的地层(如节理密集带、断层破碎带)作为试验段,灵活性较大,本工程较适宜。

隧道大规模突涌水水量预测及抽排技术

隧道大规模突涌水水量预测及抽排技术

隧道大规模突涌水水量预测及抽排技术陈建国【摘要】长大隧道突涌水发生后,若水量预测及抽排方案设计无充分理论依据,会给施工造成很大的困难.为解决某新建铁路隧道斜井进入平导施工时发生的特大高压突水淹井难题,根据地层特点和施工情况,分析了突涌水原因,初步拟定采取分阶段抽排水技术;并通过计算选取各阶段抽排水设备和组织方式,不同于静态水抽排,计算考虑了稳定的动态补给水量,同时对水源补给和抽排端水头差变化进行了理论计算分析,预防抽排过程中水量突然增大造成二次淹井.结果表明:抽排水方案的顺利实施,缩短了已施工软弱围岩段落浸泡时间,避免或降低了结构损坏程度,也尽早揭示了突水溃口情况,为后续处理创造了良好条件.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2019(035)004【总页数】6页(P111-115,122)【关键词】隧道;突涌水;预测;阶段抽排【作者】陈建国【作者单位】中铁隧道集团一处有限公司,重庆 401121【正文语种】中文【中图分类】U453.6随着铁路建设跨越式发展和科学的施工水平不断更新,为提高铁路速度设计目标值,隧道设计长度越来越长。

在长大隧道施工中,为解决长距离独头掘进困难和工期问题,往往通过选取合适位置增设辅助坑道来增加工作面,来实现“长隧短打”、提高工效、缩短工期的目的[1-3]。

斜井作为辅助坑道可开创新的工作面,是一种很好的辅助施工措施,在特长隧道施工中得到广泛使用[4]。

特长隧道普遍地下水发育,施工期间的突涌水往往成为特长隧道施工的主要风险因素[5]。

长大斜井由于井身长、坡度大,且为反坡排水,通过斜井进入正洞施工后,一旦发生突涌水,极易造成淹井,如果处理不当或不及时将造成更大的危害[6-7]。

因此,研究长大隧道斜井突涌水淹井的抽排技术具有重要的现实意义,特别是针对存在长时期水源补给的突涌水。

除通过调研、观察分析洞外补给水量与洞内水流量的变化关系,还需进行充分的理论计算分析,需综合考虑,以防二次淹井。

岩溶隧道勘察阶段涌水量计算方法探讨

岩溶隧道勘察阶段涌水量计算方法探讨

岩溶 隧道 涌水 量 预 测 问题 一 直 是水 文 地 质 学 的一 个 难点 。近些 年的研究 在一 定程 度上取 得 了一些 成果 。 林 传年 [等 人从 岩溶 水 动力 分 带 角 度 提 出 了较 为合 理 1 ] 的岩溶隧道 涌水 量 预 测方 法 ; 水 量 反演 计 算 法 [、 涌 2 隧 ] 道 涌水 曲线 反馈 分析法 [及专 家系统 法 等也 在工 程 3 ] 中得到 了验 证 。但 各 种方法 都有严 格 的适用条 件 , 同 不 工 程往往受 限于探 测 技术 水 平 、 质 条 件 和监 测 资 料 , 地 并 不能得 出合理 的结 果 。至 今 尚未 形 成 成 熟 的理 论 和
县, 所建工 程为 城镇快 速通道 , 分离式 双 向隧道 , 洞 为 双 之 间 的净距 为 2 m。隧道进 洞里程 K0 1 , 计高程 5 +1 0 设
6 8 3 m, 5 . 5 出洞 口里 程 K4 9 8 设 计 高程 5 5 9 全 + 4, 8 . m, 长 4 3 m, 8 8 设计 纵坡 一1 5 。隧道 洞净宽 9 7 m, . . 5 洞高 75 . m。隧道 轴线走 向为 9 。最 大埋 深 5 5 1, 5 m。 拟建 隧道沿线 第 四系覆 盖层分 布零 星 , 厚度 一般小
计算 方法 。隧道 的建设 有勘察 阶段 和施工 阶段 之分 , 勘 察 可 以指导 施工 , 重要 性不 言而 喻 。查 阅近 些年 的文 其
献笔 者发现 , 当今 岩溶 隧道涌 水量 的研究 越来 越倾 向于 隧道 的施工 阶段 。这对 勘 察 阶段 隧道 的 涌水 量 预 测工 作并无 多少 改进 。其主要 原 因为 : 察 阶段 勘探 手段 和 勘
21 0 1年第 5 期

某岩溶隧道水文地质分析与涌水量预测

某岩溶隧道水文地质分析与涌水量预测

某岩溶隧道水文地质分析与涌水量预测王者鹏;张健;叶志华;孙柏林;陈迪杨【摘要】岩溶区隧道施工时常面临突水突泥等地质灾害的威胁,结合岩溶区某隧道,从水文地质的角度分析隧址区地层、岩溶水系统、岩溶水动力分带和地质构造等和突水突泥灾害相关的因素,根据分析结果预测岩溶突水量,分析可能发生突水、突泥的区段,为隧道安全施工提供依据。

%During the tunnel construction in karst areas,water and mud bursting of geological dis-asters were often happened such as a threat.In this paper,based on analyzing hydrogeology characteristics of karst tunnel,combined with distribution characteristics of karst conduit development,the authors dis-cuss these segment may occur water and mud inrush,provide the basis for prevention of water fathering.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2016(041)005【总页数】5页(P7-10,27)【关键词】岩溶隧道;水文地质;突水量预测【作者】王者鹏;张健;叶志华;孙柏林;陈迪杨【作者单位】山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590; 中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039;山东农业大学勘察设计研究院,山东泰安271018;湖北省保康至宜昌高速公路建设指挥部,湖北宜昌 444200;湖北省保康至宜昌高速公路建设指挥部,湖北宜昌 444200;山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南 250061【正文语种】中文【中图分类】U456.3+2我国是建成隧道最长、数量最大的国家,也是隧道穿越各种水文地质条件最复杂的国家,同时是隧道发展建设最多、最快的国家。

西南地区岩溶隧道涌水量统计分析计算

西南地区岩溶隧道涌水量统计分析计算

西南地区岩溶隧道涌水量统计分析计算随着我国铁路公路交通系统建设规模的不断扩大,使得许多需穿越岩溶区域的地下工程在施工、设计以及运营时遭受岩溶的侵扰越来越严重,西南地区岩溶隧道涌突水灾害尤其突出。

不少专家在关于隧道涌突水灾害的预测方面进行了大量研究,并获取了一定的成就。

现阶段水均衡原理以及地下水动力学等理论计算方法已广泛应用于工程方面。

但是许多情况下,由于隧道涉及的地质结构太过复杂,其中以西南地区最为突出,导致大部分理论计算方法都是以地下水均衡原理或者达西定律为基础,通过公式的建立来求解的,而求解的过程中由于边界与参数具有不确定性,经常会要求人为地简化或者删减一些实际的地质条件,但有时因为认识不足,会导致部分重要因素被遗漏,严重影响到了这些算法的预测效果,预测涌水量与实际涌水量相差很大,往往无法满足实际工作的要求。

随着西南地区建成隧道和在建隧道越来越多,通过收集的西南岩溶隧道实际涌突水样本数量,从影响隧道涌突水的多种因素出发,以数理统计的方法,建立涌突水数学计算模型,为传统的涌突水量预测方法作为补充。

通过研究生期间参与的项目回访资料与文献资料收集,从数理统计的角度,基于西南地区岩溶隧道工程涌突水灾害这一实例展开了探讨,从收集的数据本身出发,寻求数据之间的内在联系,借助多种数学方法,比如多元回归分析法,针对岩溶涌突水灾害形成的主要因素与基本地质条件这一研究对象,进行了对应的数学计算模型的构建。

研究的主要成果如下:(1)在对西南地区30条建成的岩溶隧道已发的128段涌突水灾害资料收集的基础上,以西南地区岩溶隧道已发涌突水灾害的形成条件进行分析,重点查明了影响隧道岩溶涌突水的主要致灾因素和影响因素。

结合前人的研究成果,对西南地区已发生涌突水隧道的因素统计分析探讨,从地形地貌、地层岩性、地质构造、岩溶水动力分带、气候等五个方面分析了岩溶涌突水灾害的形成机理。

(2)在隧道涌突水数学计算模型指标的方式选择上,主要基于现有研究,并通过梳理分析,再与西南地区岩溶隧道发生涌突水的实际资料进行结合,选取了收集隧道中信息相对较全且准确的涌突水段作为计算的样本集,由此综合选取了建立数学计算模型的8个指标,分别为可溶岩长度、可溶岩成分、隧道所处循环带、岩石结构、围岩级别、岩层厚度、岩层倾角、地面坡度。

岩溶隧道涌水量的预测方法研究

岩溶隧道涌水量的预测方法研究

h ( x, y, z, t) = z
( x, y, z) ∈Γ0 , t > 0
式中 , h为地下水水头函数 (m ) , Kx、Ky、Kz 为渗透 水系统有较大差异 ,即可能大部分降雨通过落水洞 、溶
主方向渗透系数 (m / d) , S 为储水系数 , H0 为稳定流 洞或地下河迅速的流入隧道 ,使得隧道涌水量迅速增
图 1 隧道涌水原理示意
数值模拟的思路为 :首先建立隧道开挖前的稳定 流模型 ,并利用钻孔数据以及泉流量对模型进行识别 , 使稳定流模型能较好的符合隧道开挖前的水文地质条 件 。然后以稳定流模型作为进行隧道开挖的非稳定流 模拟的初始条件 ,进行隧道开挖过程中和之后的涌水
岩溶隧道涌水量的预测方法研究 :郭玉法 鲍庆煜
收稿日期 : 2007 - 08 - 07 第一作者简介 :郭玉法 (1963—) ,男 , 2003 年毕业于河海大学水文水资 源工程专业 ,工程师 。
计及施工带来巨大损失 。这在以往有不少教训 :如果 预测量偏大 ,可能使得已设计的既经济又方便的线路 改道 ,或者使得设计防水系统更加复杂化 ,不仅会浪费 大量的人力 、物力及财力 ,而且浪费宝贵的建设时间 ; 另一方面 ,如果预测量偏小 ,则可能使得工程在施工过 程中发生灾难 ,甚至使得已建成隧道不能投入使用 。 因此 ,隧道涌水预测研究任重道远 。
(3)物探法 、超前预报技术等多种手段的综合运 用有助于更精确的预测隧道涌水 ,保证隧道在施工过
程和运营期间的安全 。
参考文献
图 2 涌水过程计算值与模拟值的比较
由图 2可以看出 ,模拟结果基本让人满意 ,但对于 8~12 d时间段的模拟误差较大 (该时间段有较大的 降雨 ) ,其原因在于岩溶的发育具有较为显著的非均 质 ,岩溶水系统对于降雨的响应与均匀多孔介质孔隙

岩溶地区隧道涌水量的预测方法

岩溶地区隧道涌水量的预测方法

岩溶地区隧道涌水量的预测方法【摘要】文章从分析岩溶地区隧道工程实施涌水量预测的必要性入手,分析几种行之有效的涌水量预测办法。

【关键词】岩溶区;隧道涌水量;勐乃河龙头水库引言当前,研究者们展开对隧道涌水量预测办法的研究,如今已有半个多世纪之久了,并取得了一定的成效,提出了相应的理论计算办法与经验计算公式,然而,不同的计算方法与公式间却存在着较大的差别,即使是最优预测结果,也可能同实际情况有着一定的出路,为此,关于隧道涌水量的预测技术还有待进一步提高[1]。

而至今隧道涌水量预测仍然是水文地质学科中重点关注的一个问题,并仍未形成统一的预测办法与计算公式。

为此,对于隧道涌水量的预测还有待进一步研究与验证,进而在结合实际工程建设情况的基础上,构建与之相适应的数学模型。

1 开展岩溶地区隧道涌水量预测的必要性分析众所周知,在众多隧道建设工程施工过程中,涌水灾害是其中一个被高度关注的问题,不仅直接影响到工程的有序进展,而且还可能造成隧道建成投入使用的安全隐患。

为此,如何更为准确地预测出隧道涌水量,从而根据结果制定出相应的防排水措施,是当前众多岩土工程学者们重点关注的一个课题。

对于隧道用户随量的有效预测,最先是由定性分析开始的,即通过勘察隧道周边含水围岩中的地下水分布情况及其规律,并对隧道开挖地段的工程地质与水文地质条件进行分析,进应用物探、钻探与水文测定等各种手段,以明确该工程区域地下水法富集区与断裂构造带等可能富含地下水的用水通道,进而采用均衡法估算出该隧道的涌水量[2]。

伴随施工技术水平与要求的不断提高,隧道涌水量预测在定性分析研究基础上,逐渐发展成为定量评价与计算,即对隧道涌水具体位置和涌水量实施有效预测。

同时,对于岩溶地区的隧道涌水量预测研究,关键就在于对工程区水文地质条件的研究,因为不论何种预测方法、预测公式的提出,均是建立在分析工程地质条件基础之上的。

然而,岩溶地区的地质条件,多半比较复杂,且从那些隧道施工期间发生的较严重涌水事件来看,该区域易出现涌水地质条件主要有以下四种:一,由向斜盆地形构成的储水构造;二,断层破坏带、侵入岩接触面与不整合面;三,岩溶的管道与地下河区域;四,其它富含地下水的含水体与构造。

岩溶区反坡施工隧道涌水量计算方法

岩溶区反坡施工隧道涌水量计算方法

总第300期交 通 科 技SerialNo.300 2020第3期TransportationScience&TechnologyNo.3June2020DOI10.3963/j.issn.1671 7570.2020.03.021收稿日期:2020 02 10岩溶区反坡施工隧道涌水量计算方法冯 升1 王 勇2 朱兴礼3 陈 勇3(1.湖北省交通规划设计院股份有限公司 武汉 430051;2.湖北省恩施土家族苗族自治州公路管理局 恩施 445000; 3.中铁十四局集团有限公司 济南 250014)摘 要 岩溶区反坡施工的隧道大多需要抽排水,而勘察设计文件仅对隧道分一段或多段进行了涌水量总体预测,工程计量时如何合理确定反坡段涌水量少有研究。

针对这一现状,以利万高速齐岳山隧道为例,对勘察设计、工程施工、施工后期3个阶段隧道涌水量预测和计算方法进行了研究,得出隧道反坡施工段合理涌水量的计算方法。

关键词 岩溶隧道 反坡隧道 涌水量 计算方法 工程计量中图分类号 U452.1+1 伴随交通基础设施大发展,岩溶区长大隧道越来越多,建设期往往会遭遇岩溶涌水的危害,而对设计为单向纵坡的隧道而言,施工期间高端洞口不得不面对反坡排水的问题[1]。

李方华[2]运用大气降水入渗法和岩溶洼地渗入法,对大广高速紫荆山隧道涌水量进行了预测,得出隧道正常与最大涌水量分别为15057m3/d和91060m3/d;覃兰丽等[3]运用断面法、降雨渗入汇流法及地下水径向辐合和径向辐射法分别预测了岩溶区某高速公路隧道地下河100年一遇最大涌水量;王小杰[4]依托大万山隧道研究了山岭区特长隧道反坡施工排水设计思路和方法;邓伟等[5]依托缙云山隧道提出一种快速有效的反坡排水处理方案。

目前针对岩溶区反坡施工隧道涌水的研究,多集中在勘察设计阶段隧道一段或多段总体涌水量的预测和施工阶段反坡排水施工处理技术2个方面,而对于工程计量时设计涌水量的准确计算鲜有触及。

岩溶隧道涌水量综合预测——以朱家岩岩溶隧道为例

岩溶隧道涌水量综合预测——以朱家岩岩溶隧道为例

岩溶隧道涌水量综合预测——以朱家岩岩溶隧道为例郭纯青;田西昭【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2011(38)3【摘要】Water inflow in Karst tunnels has long been a big problem during domestic and international tunnel construction processes, since it will usually cause great damage to such project. Based on recent karst hydrogeology theories and engineering practices both home and abroad, as well as years of experiences, we propose “the four - step modeling method of the comprehensive forecast of the water inflow in karst tunnels".This method uses the theories and methods of Earth System Science and the system theory principles and analogical methods, starts with various geological survey and monitoring methods, combines the discussion of equation, physical modeling and BP neural network model, and conducts a comprehensive forecast study of the water inflow in karst tunnels, on the basis of analyzing the relationship between the system structure characteristics of karst groundwater and the flow movement within kart media.%长期以来岩溶隧道涌水问题是国内外隧道施工中的重大难题,往往对工程造成极大危害.基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合多年的经验,提出"岩溶隧道涌水量综合预测四步建模法".运用地球系统科学的理论与方法,辅之系统论原理和类比方法,从多种地质调查与监测手段入手,在分析确定岩溶地下水系统结构特征(特别是地下岩溶含水介质类型)与其内水流运动关系的基础上,采用流量衰减分析法、物理模拟和BP神经网络模型三者相结合的方法,对岩溶隧道涌水量进行综合预测研究.【总页数】8页(P1-8)【作者】郭纯青;田西昭【作者单位】桂林理工大学环境科学与工程学院,桂林,541004;桂林理工大学环境科学与工程学院,桂林,541004;河北省环境地质勘查院,石家庄,050021【正文语种】中文【中图分类】P642.2【相关文献】1.岩溶隧道涌水量预测系列论文岩溶隧道涌水量预测方法及适宜性分析 [J], 刘坡拉2.SWMM模型模拟岩溶隧道涌水量的动态变化过程分析--以中坝隧道为例 [J], 陈冬;许模;曾科;赵瑞3.基于相关性准则和R-ELM模型的岩溶隧道涌水量预测研究 [J], 贺华刚4.基于相关性准则和R-ELM模型的岩溶隧道涌水量预测研究 [J], 贺华刚5.一种岩溶隧道涌水量预测的新方法——以中梁山岩溶隧道工程为例 [J], 唐宁;王林峰;周楠;傅奕帆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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岩溶地区隧道涌水量估算
岩溶区隧道的涌水预测是长期以来困扰生产实践的难题,其原因主要有:岩溶地下水赋存极不均一,很难确定隧道内确切的涌水部位及水量大小;勘察精度不够,无动态观测资料及试验资料较少,不能正确描述地质条件及水动力场特征;难以确定合理的计算方法和各类参数。

本次隧道涌水预测是根据隧址区岩溶发育特征、地下岩溶管道系统的分布、地下水补径排特点及各含水岩组富水性等特征,通过采用地下径流模数法和大气降水入渗法、结合地区经验,估算隧道涌水量。

标签:隧道涌水测量
1概况
隧道长2000m左右、最大埋深近200m。

中山、溶蚀峰丛洼地地貌区,亚热带湿润季风气候,隧址区内无水库、堰塘。

可溶性碳酸盐岩分布广泛,地表溶沟、溶槽、石牙、溶孔、溶穴、溶管、峰丛、洼地、溶丘及溶蚀沟谷等发育,地下岩溶形态则有落水洞、地下河、溶洞等。

突水、突泥对隧道工程建设影响甚大。

隧址区位于向斜东翼,向斜轴近乎南北向,两翼岩层倾角约40°左右,近乎对称。

轴部地层为三叠系巴东组及白垩系组成,白垩系不整合覆盖于巴东组之上。

隧址区内无断裂。

区内裂隙发育,一般为张性裂隙,张开宽1~35cm不等,面裂隙率在1.5~3条/m2之间;裂隙发育走向在N45°~65°W、N50°~60°E、N75°~80°E。

2水文地质条件
2.1隧址区岩溶发育规律
溶沟、溶槽、石牙、溶孔、溶穴、溶管在地表随处可见,落水洞口多呈圆形或椭圆形,直径在1~5m之间,普遍发育深度5~15m,少数深不见底,底部多充填黏土夹碎石,以缝状为主,竖井状较少。

漏斗多见于斜坡地带或洼地周边缓坡地带,受地形影响多呈斜歪状和碟状,主要受层面、地形和裂隙控制发育而成,深度多为1~3m。

隧址区岩溶发育具有以下规律和特征:①岩溶发育的呈层性,岩溶的发育与地壳的上升、停顿和岩溶水的变迁密切相关,故不同岩溶期发育着不同的岩溶形态,从而形成了区域上岩溶发育的呈层性特点;②岩溶发育深度与侵蚀基准面的一致性,河流和泉是调查区当地侵蚀基准面,各水平岩溶出口标高基本与最低侵蚀基准面一致;③岩溶发育方向具有与岩层走向一致性的特点,区内岩层走向N4°~9°W,倾向西,主要发育一组东西走向裂隙,地表落水洞多呈串珠状沿岩层走向分布,区内最大溶槽走向南北。

因此,区内岩溶总体具顺岩层走向发育特征;④与地下水运动条件关系密切,区内含水地层与相对隔水层组成了区内四个相对独立的含水单元,这些隔水层顶底板附近,地下水活动相对强烈,
因此,岩溶发育也相对强烈;⑤可溶岩成分影响岩溶发育的程度,隧址区灰岩地层中矿物成分富含CaCO3、MgCO3和硫化物,有利于岩体溶蚀分解,岩溶化程度相对较高。

2.2地下水补给、径流和排泄特征
隧址区岩溶水的补给以大气降水为主,局部地段有地表水与地下水相互转化;隧址区岩溶水的径流主要在暗河管道中赋存与径流,地下径流模数高达15~30 L/s·km2;其次是赋存于溶蚀裂隙中,受裂隙发育的方向控制,地下水呈带状或网状径流,径流模数在8.5~15 L/s·km2之间,流量1~22L/s;区内地下水排泄方式可分为跌水式、溢出式和阻水式排泄等三类。

2.3岩溶水的动态变化特征
区内岩溶水的流量、水位动态变化明显受控于大气降水。

隧址区所在水文地质单元相对狭隘,地表排泄条件较好,补给面积较小,地下水径流途径较短,地下岩溶管道发育规模较小。

因此,岩溶水流量动态变化大。

3水文地质试验
为查明隧道围岩的透水性,评价岩体的渗透特征、为设计防渗措施提供参数,在隧道洞身处钻孔中分别进行了注水、压水和抽水试验,在SZK2、SZK3和SZK4孔中地下水静止水位标高分别为762.97m、733.62m和660.46m。

由压水试验、提水试验和注水试验成果表明,在岩层接触带或裂隙、岩溶较发育的段落,地层渗透系数K=0.010~0.111m/d ,在裂隙不发育的段落K=0.0030~0.0045m/d。

4隧道涌水量分析、估算和预测
4.1涌水量预测分段
根据隧址区岩溶发育特征、地下管道的分布位置、地下水补径排特点、各含水岩组富水性及动态特征等,将隧道区分为五段预测涌水量。

4.2涌水预测方法的选择
本次采用地下径流模数法和大气降水入渗法计算地下水径流量。

(1)地下径流模数法
Q=86.4·M·F,式中:Q——地下水天然资源量(m3/d);M——径流模量(L/s·km2);F——计算块段面积(km2)。

(2)大气降水渗入量法
Q补=2.74α.A.F,式中:Q补——渗入补给量(m3/d);α——渗入系数;A——多年平均降雨量(mm)取1383.6mm;F——计算块段面积(km2)
4.3计算参数的确定
(1)径流模数
碎屑岩(S2lr)地层径流模数(M)取2.25 L/ s·km2;
灰岩地层径流模数(M)取19~23.0L/ s·km2。

(2)渗入系数
碎屑岩(S2lr)地层入渗系数取0.05;
灰岩地层入渗系数取0.6~0.7。

4.4估算隧道涌水量
按前述公式计算,其结果分别见表1、2。

4.5预测隧道涌水量
根据计算结果,隧址区天然补给量约13313m3/d左右,据溪沟、暗河、泉点等排泄点调查统计,隧址区天然排泄量约10450m3/d左右。

隧道开挖降雨入渗补给外,还接受部分岩溶管道、洞穴储水构造地下水补给,其补给量稍大,两者存在一定差异,但处于一个合理范围,因此,计算结果符合实际水文情况,计算方法可行,达到了预测涌水量的比较合理的目标,计算结果是比较可靠的,隧道涌水量取值见表2。

根据测区的岩溶发育特征和水文地质条件可知,隧道与测区的二条暗河关系密切,如果隧道开掘使地下暗河补给源被隧道袭夺涌入隧道,根据调查期间所测暗河流量计算,其排泄量分布为10450m3/d和14870m3/d,与入渗系数法计算的年平均值基本相当。

表中预测涌水量未考虑岩溶地下水的静储存量,只能视为隧道建好后的最大排泄量。

通过地质调查、钻探和水文地质试验,查明隧址区岩溶、裂隙发育极不均匀,试验获得的渗透系数变化较大。

设计和施工中,应根据类似场地的工程经验、适当放大。

根据地区经验涌水量预测最终取值建议为:隧道在平水期时以2.0×104m3/d考虑,丰水期时以3.2×104m3/d预防。

5结论
通过调查隧址区的地层分布、构造发育规律和岩溶发育特征,查明了地下水
补、径、排条件及各含水岩组富水性等特征。

隧址区岩溶、裂隙发育极不均匀,在岩层接触带或裂隙、岩溶较发育地段地层渗透性相对较好。

采用地下径流模数法和大气降水入渗法估算地下水径流量,较为合理地预测了隧道涌水量,实测涌水量与预测涌水量基本一致,为工程设计提供了可靠依据。

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