引水隧洞三维渗流场分析研究

１ 工 程概 况
某 引 水 隧 洞 工 程 工 作 区 位 于 松 辽 平 原 东 南 侧 ，是平 原和 山 区 过渡 地 带 ，中部 为 北 东 向 分布 的 伊 兰 一伊 通 盆 地 。 区 内地 势 总 体 上 为 两 侧 高 ， 中 间低 ， 东 北 高 ， 西 南 低 。 地貌 单元主要有河谷堆积地形（ 漫 滩 阶地 ） 、
及人工林 。
２ 地质 条件
２ ． １ 地 形 地 貌
根 据 压 水 试 验 结 果 分 析 ，一 般 岩 体 （ 非 构 造 破碎 带 、节理密集 带、溶蚀 带） 地 表 浅 部 岩 体 的 透 水 性 较 强 ，基 本 为 弱 透 水 ～ 中等 透 水 ，分 析 认 为 这 主 要 是 表 部 岩 体 受 风 化 卸 荷 节 理 裂 隙 的 影
一
范 围 ，洞 室 上 部 一定 范 围 内 压 力 水 头 降 低 极 为 明 显 ，４ ０ ｍ 以外 地 下 水 面 线 逐 渐 变 得 平 缓 。
６ 结 语
（ １ ）区 域 内初 始 渗 流 场 分 布 较 好 ， 地 下 水 面 随 山体 起伏 有变 化 明显 ， 位 置 水 头 势较 大 的 地 方主要分布在 水面变化较大的范 围。
石炭系凝灰岩 、 三叠系凝灰岩 、 侏罗系凝 灰岩等 。 工 程 区地 下水 的类 型 为 松 散 岩 类 孔 隙 水 、碳 酸 盐 岩 类 岩 溶 裂 隙 水 和 基 岩 裂 隙水 。 ２ ． ２ 地 下 水 补 、径 、排 条 件 工 程 区地 下 水 主 要 靠 大 气 降 水补 给 ，枯 水 期 地 表 径 流 接 受 地 下 水 补 给 ，丰 水 期河 水 短 时 补 给 地 下水 ， 地 下 水 以浅 循 环 为 主 。 受地形切割影 响， 地 下 水 往 往 以短 途 径 流 为 主 ， 且 常 以泉 的 形 式 排
出 地 表 ，补 给 河 水 ，抽 水 试 验 成 果 见表 １ ，岩 体 透 水性成果见表 ２ 。
山丘 陵１ 。区 内海 拔 高度 一 般 为 ２ ０ ０ －４ ０ ０ ｍ，最 高 峰海拔 ９ ３ ４ ． ２ ｍ。河 谷 海 拔 一 般 ２ ０ ０ ｍ 左 右 ，在 山
区和丘 陵区， 山脊 以浑圆状 或宽缓状无较大起伏 为主要特 征。区内自然植被不发 育，多为次生林
剥 蚀堆 积地 形（ 波 状 台地 ） 和构 造剥蚀 地形 （ 中低
随 季 节 变 化 大 。隧 洞 埋 深 ４ ４ －１ ８ ６ ｍ。 本 段 线 路 穿 越 的地 层 出露 较 齐 全 ，上 古生 界 、 中生 界 、新 生
界 均 有 出露 。岩 性 主 要 为 石 炭 系 与 泥 盆 系 灰 岩 、
４ ． １ 边 界 条 件 假 定 模 型 垂 直 于 上 下游 面 的 两侧 面 、 高 程 ２ ０ ３ ． ８ ｍ 的水 平 底 面 均 为 不 透 水 面 ；上 游 边 界 位 于 某 水 库 附近 ，上游 边 界地 下 水 位 以下 按第 一 类 边 界计 算 ， 取 位置 水 头 为 水库 附近 实 测 水位 ３ ０ ３ ｍ： 下 游 边 界 位 于 河 道 附近 ， 地 下 水位 以下 同样 按 第
科研管理
Hale Waihona Puke Baidu
水利规划与设计
２ ０ １ ４年第 ４ 期
引水 隧 洞 三 维 渗 流 场 分 析 研 究
王 连 广 刘 阳
（ 吉林 省 水 利 水 电勘 测 设 计 研 究院 吉 林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
【 摘 要 】 根据 工程 水文 地质 条 件 ，建立 引水 隧 洞渗 流有 限元 计 算模 型 。确定 数值 模 拟边 界条 件 ，结
相对高差 ２ ７ ０ ｍ。 一般 山 峰 海 拔 ２ ０ ０ ￣４ １ ０ ｍ。植 被 相 对 不 发 育 。在 山区 和 丘 陵 区 ，山 脊 以浑 圆状
响；深部岩体透水性 以弱透 水为主 ， 说 明岩 体透
水 性有 随深 度 增 加 而 变 弱 的趋 势 。 洞 室 部 位 岩 体
透 水性 以弱透水为主 。 构造破碎 带及节 理密集带 压 水 表 明 ，其 透 水 性 也 是 中 等 透 水 为 主 ，这 也 符
合 实际规律 。
或宽缓状无较大起伏为主要特征 。 区 内自然植被 不发育 ，多为次生林及人工林 。穿越沟谷处水量
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作 者简 介 ：王连 广 （ １ ９ ８ ２年一 ）男 ，工程 师 。
科研 管理
水利 规 划与 设计
２ ０ １ ４年第 ４期
４ 计算 边界 条件 及计 算 参数
地 貌 为 丘 陵与 沟 谷 相 间 ，本 段 洞 长 １ ５ ｋ ｍ。 区 内地 势总 体 上 为 南 高北 低 ， 灰 岩段 地 势 东 北 高 ，
西南低 。 本段线 路走 向南西 。 地貌 单元属 低 山丘
陵和河谷漫滩 。高低起伏 ，山顶见基岩裸 露，沟 谷 中为耕地 。 最高峰海拔 ４ ８ ４ ｍ， 河谷海拔 ２ ０ ０ ｍ，
（ ２ ） 从 初 始 渗 流 场 反 演 拟 合 的 井 、 泉 测 点
合 区域 内 的抽水 和压 水 试验 数据 ，采 用 反演 分析 算 法计 算初 始渗 流 场 ，分析 了引水 隧洞 开挖 前 后各 区 域 段 的初始 渗流 场分 布 规律 并进 行初 步 分析 。 【 关 键词 】 隧洞 三维 渗流 场 有限 元计 算 分 析 【 Ｄ ＯＩ 编码】 １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ２ ４ ６ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ １ ６ 【中图分 类 号 】 Ｔ ｖ１ ３ ９ ． １ ４ 【 文 献标 识码 】 Ｂ 【 文 章编 号 】 １ ６ ７ ２ ． ２ ４ ６ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ ． ０ ０ ５ ２ ． ０ ３