大相岭隧道水文地质特征及其涌水量预测
隧道涌水量预测方法及其分析
承压或潜 水含水 层 无 5 限深掌子面涌水量 (平 Q = 4 Krs 面) 承压或潜 水含水 层 无 πKrs 6 限深时掌 子面涌 水 量 Q = 2 (半圆形 ) πKM s 承压含水 层有限 降 深 4 Q = 7 ( 15 ～ 20m ) 时掌子面 π M - 1 + 2 ln 3 R r 2 M 涌水量 (平面 ) πKM sr 承压含水 层有限 降 深 2 Q = 8 ( 15 ～ 20m ) 时掌子面 3 R M + r ln - 1 2 M 涌水量 (半圆形 ) 承压或潜 水含水 层 隧 KH2 gL 9 道两侧边 墙单位 长 度 q = R 进水 说明 : q为两侧隧道单位长度涌水量 ; H g、 h s、 h g 分别为隧道以及 潜水位高度 ; R、 R s、 R g分别为影响半径 ; H为隧道顶板至河水面高度 ;
式中 : Q t 为隧道掌子面非稳定流涌水量 ; T 为导水系数 ; R 为距开挖面的距离 ;ξ 为 ( r处 ) 水位降深 ; P 为开挖面上水 的自喷压力 ; W 为水的比重 ; S 为储水系数 ; t为涌水经历的时
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四川建筑 第 27 卷 6 期 200 7 1 12
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9H 9n
r2
= Q ( t > 0)
( 7)
= z ( Βιβλιοθήκη > 0) = H2 ( r, z) ∈Ω
Γ =0
[收稿日期 ] 2007 - 01 - 19 [作者简介 ] 陶玉敬 ( 1982 ～ ) , 男 , 河南信阳人 , 硕士研
隧道涌水量的预测及其工程应用
第23卷 第7期岩石力学与工程学报 23(7)：1150～11532004年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，20042002年4月5日收到初稿，2002年7月10日收到修改稿。
* 国家自然科学基金(49872082)和上海市重点学科项目(岩土工程)资助课题。
作者 王建秀 简介：男，31岁，博士后，主要从事隧道工程、新型支挡结构与地质灾害防治方面的研究工作。
隧道涌水量的预测及其工程应用＊王建秀 朱合华 叶为民(同济大学地下建筑与工程系 上海 200092)摘要 铁路、公路隧道穿越复杂富水地层时，宜采用动态设计与信息化施工的方法，其中，最为重要的问题是涌水量的计算。
涌水量的计算可采用正演和反演的方法，不能混为一谈。
结合工程实例分别采用正演和反演方法计算了隧道涌水量，得到本质上不同的结果。
计算结果表明，在施工前的预设计阶段，应采用正演的方法，采用经验类比、解析以及数值方法计算可能出现的涌水量；在隧道开始施工的动态设计阶段，则应根据采集的数据，采用反演的方法，分析和预测涌水量的变化，进而对预设计方案进行修正。
关键词 隧道工程，动态设计，信息化施工，涌水量计算，正演与反演分析分类号 U 453.6 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)07-1150-04FORWARD AND INVERSE ANALYSES OF WATER FLOW INTO TUNNELSWang Jianxiu ，Zhu Hehua ，Ye Weimin(Deptartment of Geotechnical Engineering ，Tongji University ， Shanghai 200092 China )Abstract Dynamic design and information-based construction are often adopted in deep buried tunnels in rocks abounding with in groundwater. The most important information collected in the course is the flowrate of groundwater. The flowrate from the surrounding rock s is calculated by forward and inverse methods ，with practical examples. The calculation results show that the forward and inverse analyses of water flow into tunnels are essentially different from each ofter. At the pre-design stage ，the flowrate can be obtained by the forward method ，engineering judgement ，and numerical or analytical calculations. During the dynamic design-construction stage ，the flowrate can be obtained with the inverse approach based on the measured data to improve the prediction and design.Key words tunnel engineering ，dynamic design ，information-based construction ，flowrate of groundwater ，forward and inverse analysis 1 隧道中的水害与隧道的动态设计铁路、公路隧道在穿越富水地层时，大多存在着涌水、突水以及高水压问题。
大相岭隧道典型地段水文地质模型及其涌水量预测研究的开题报告
大相岭隧道典型地段水文地质模型及其涌水量预测研究的开题报告1.研究背景大相岭隧道是我国继长江长江大桥、京沪高铁之后，又一项代表性的重大工程。
其全长近12公里，总投资高达90亿元，建设难度极大。
水文地质问题是隧道建设过程中要解决的关键问题之一。
特别是大相岭隧道经过岩溶地区，地质条件复杂，涌水量大，且多为饱和含水层。
因此，对隧道涌水问题进行研究和预测，具有重要的现实意义和工程价值。
2.研究目的与意义本研究旨在通过数值模拟和实测数据分析，建立大相岭隧道典型地段水文地质模型，并利用该模型预测涌水量，为大相岭隧道建设提供科学依据和技术支撑。
3.研究内容与方法本研究主要包括以下内容：（1）大相岭隧道水文地质特征分析，包括岩溶地区的水文地质特征，岩溶地貌特征，地层结构、岩性和裂隙等地质特征。
（2）大相岭隧道典型地段的水文地质模型建立，包括模型基本要素的收集和整理，模型建立的基础、方法和步骤等。
（3）大相岭隧道典型地段涌水量预测，包括模拟计算和实测数据分析两种方法，并结合实际建设需求，提出涌水治理措施。
（4）研究成果总结与报告，包括水文地质模型的建立、涌水量预测结果、涌水治理措施等。
本研究主要采用岩溶水文地质理论、数值模拟技术和实测数据分析方法等，结合大量实际资料和现场实测，建立大相岭隧道水文地质模型，并对典型地段的涌水量进行预测和分析。
4.预期结果与创新点预期结果：（1）建立大相岭隧道典型地段水文地质模型，并利用模型预测涌水量。
（2）提出大相岭隧道典型地段的涌水治理措施。
创新点：本研究采用了最新的岩溶水文地质理论、数值模拟技术和实测数据分析方法，建立了大相岭隧道水文地质模型，并对典型地段的涌水量进行多种方法的预测和分析，具有一定的创新性。
同时，本研究的成果可为大相岭隧道建设提供科学依据，具有重要的实用价值。
利用水文地质参数预测隧道涌水量
利用水文地质参数预测隧道涌水量【摘要】隧道建设中，水文地质条件参数是隧道涌水量计算预测的基础，隧道涌水量预测是作为隧道设计的参考依据。
通过本文工程实例，详细分析了水文地质条件，利用水文地质参数预测隧道涌水量，并确定涌水方式。
【关键词】隧道涌水量预测设计施工水文地质依据1前言隧道在道路建设中起到了较为关键的作用，在城市隧道可节约上部空间，在山区隧道可缩短距离和避免大坡道，减少工程建设用地，节约土地资源。
近年来在公路铁路建设中采用隧道通过是常用办法，隧道的建设中常常遇到隧道涌水量的工程问题，隧道涌水量直接影响到隧道建设的可行性，和掘进速度、建设维护投资成本等。
本文通过公路隧道工程实例，详述隧道涌水量预测，给隧道施工提供水文地质依据。
2工程概况桂平至来宾高速公路是广西公路网布局中的重要组成部分，是广西一条东西走向和南北走向的主要交通干线，是连接珠三角经济发达地区与西南内陆地区的重要通道。
公路起于桂平市石龙镇，接梧州至贵港公路石龙互通式立交桥，全长90公里，设计时速为100公里∕小时，双向四车道设置。
本线路K157+150~K160+023段为一长约2800m的马鞍山隧道，隧道分左、右线，进口位于桂平端，进洞标高约150.5m，出口位于来宾端，出洞标高约139.5m。
隧道进口段岩性主要由含碎石粉质粘土和强风化砂岩、泥岩，隧道出口段岩性主要由粉质粘土和强风化砂岩、泥岩，洞身段岩性主要为中风化泥岩、砂岩。
隧道进出口段岩体破碎、裂隙发育，稳定性较差，洞身段岩体较完整，稳定性较好。
3 水文地质条件3.1水文地质概况从区域上看，隧址区位于莲花山山脉中部，且处于相对较高的位置，其整体地势呈中部高两端低，为寒武系构成的复式背斜构造, 结合区域构造及区域地形，隧址区为区域地下水的补给—径流区，区内地下水大致呈东南—北西流向，往马鞍山两侧（东南向、北西向）径流，以马鞍山山岭地表水系为分水岭，北西方向水系以沟溪河等方式向北汇入黔江，属黔江水系；东南方水系向东南汇入郁江，属郁江水系。
06-公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测
公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测摘要：本文主要对公路隧道工程涌水条件及影响因素作了阐释，并结合实际工程案例就公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测作了应用探讨。
关键词：公路隧道；水文地质；勘察；涌水量预测在公路隧道掘进过程中，必然破坏含水或潜在含水围岩，揭露部分地下导水通道，使地下水或与之有水力联系的其它水体(地表水、地下暗河及溶洞等)突然涌入隧道，发生涌水突水灾害。
在水文地质勘测阶段要全面解决施工中所遇到的涌水量问题是不可能的。
尤其在岩溶地区，由于岩溶通道复杂，采用各种方法计算出来的涌水量只是个估算值。
对涌水方式、出水部位和涌水动态等问题，更是难以确定，因此有必要在施工中加强超前预报工作。
一、隧道涌水条件及影响因素根据隧道区水文地质勘探，可知隧道穿越富水区段主要为岩溶水和基岩裂隙水。
由于岩溶介质的控制，岩溶水赋存的最大特点是在空间和时间上的极不均匀。
在空间上，岩溶水赋存沿剖面上一般分为垂直入渗带、垂直水平交替带、水平循环带、深循环带四个水动力带川。
岩溶水赋存在平面上一般可分为垂直入渗区、水平运移区、集中排泄区三个区。
另外，在平面上断裂构造发育带、背斜轴部以及地表水体或岩溶大泉排泄区等岩溶水赋存很丰富。
在时间上，特别是在我国南方，岩溶水的水位、水量变化幅度大，变化频率高，动态响应快。
这反映出赋存的岩溶水的水位、水量在时间上具有明显的不均匀性，雨季水位较高，流量很大，而枯季水位较低，流量很小。
按裂隙介质的成因，基岩裂隙水可分为构造裂隙水、成岩裂隙水和风化裂隙水。
构造裂隙水储存和运移在构造裂隙中，由于构造裂隙极强的方向性，并由定向展布的裂隙组构成了不均一的裂隙网络。
因此，构造裂隙水的显著特征是含水介质的渗透性具有较强的各向异性和非均质性，特别在断层带中，这种特征更加显著。
成岩裂隙水是储存和运移在成岩裂隙中的地下水，由于成岩裂隙是由于岩石固结和收缩而成，因此，成岩裂隙水渗透的各向异性和非均质性较构造裂隙水差，且多受到一定层位和岩性的限制。
06-公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测
06-公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测摘要：本文主要对公路隧道工程涌水条件及影响因素作了阐释，并结合实际工程案例就公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测作了应用探讨。
关键词：公路隧道；水文地质；勘察；涌水量预测在公路隧道掘进过程中，必然破坏含水或潜在含水围岩，揭露部分地下导水通道，使地下水或与之有水力联系的其它水体(地表水、地下暗河及溶洞等)突然涌入隧道，发生涌水突水灾害。
在水文地质勘测阶段要全面解决施工中所遇到的涌水量问题是不可能的。
尤其在岩溶地区，由于岩溶通道复杂，采用各种方法计算出来的涌水量只是个估算值。
对涌水方式、出水部位和涌水动态等问题，更是难以确定，因此有必要在施工中加强超前预报工作。
一、隧道涌水条件及影响因素根据隧道区水文地质勘探，可知隧道穿越富水区段主要为岩溶水和基岩裂隙水。
由于岩溶介质的控制，岩溶水赋存的最大特点是在空间和时间上的极不均匀。
在空间上，岩溶水赋存沿剖面上一般分为垂直入渗带、垂直水平交替带、水平循环带、深循环带四个水动力带川。
岩溶水赋存在平面上一般可分为垂直入渗区、水平运移区、集中排泄区三个区。
另外，在平面上断裂构造发育带、背斜轴部以及地表水体或岩溶大泉排泄区等岩溶水赋存很丰富。
在时间上，特别是在我国南方，岩溶水的水位、水量变化幅度大，变化频率高，动态响应快。
这反映出赋存的岩溶水的水位、水量在时间上具有明显的不均匀性，雨季水位较高，流量很大，而枯季水位较低，流量很小。
按裂隙介质的成因，基岩裂隙水可分为构造裂隙水、成岩裂隙水和风化裂隙水。
构造裂隙水储存和运移在构造裂隙中，由于构造裂隙极强的方向性，并由定向展布的裂隙组构成了不均一的裂隙网络。
因此，构造裂隙水的显著特征是含水介质的渗透性具有较强的各向异性和非均质性，特别在断层带中，这种特征更加显著。
成岩裂隙水是储存和运移在成岩裂隙中的地下水，由于成岩裂隙是由于岩石固结和收缩而成，因此，成岩裂隙水渗透的各向异性和非均质性较构造裂隙水差，且多受到一定层位和岩性的限制。
大相岭隧道左线K62+565.7～K62+535.7段超前地质预报分析研究
１ 工 程概 况及 地 理位 置
１１ ． 工 程 概 况
２ 大 相 岭隧道 与本 次探 测 区段 地质 概况
２ １ 隧道 地 质 概 况 ．
大 相 岭 隧 道 位 于 四川 省 雅 安 市 荥 经 县 和 汉 源 县 交 界 处 Ｉ
本次研究采用地质 雷达 对大 相岭 隧道左 线 出 口 Ｋ ２＋ ６ ５ ５ ７掌子面做 了隧道超前 预报探 测。根据 现场施 工情 况 ， ６． 探测 掌子面前 方 ３ ０ｍ范围内的地质 变化状况 。
【 摘 要 】 主要 用地质雷达对大相岭 隧道 左洞 Ｋ ２Ｉ６． Ｋ ２Ｉ３． 段 做 了隧道超 前地质预报探 ６ － ５７一 ６ － ５７ － ５ － ５
测。根 据现场情况 ， 测掌子面前方 ３ 探 ０ｍ范围 内的地质 变化状况 ， 为现场施工提供 地质资料 。
【 关键词 】 大相岭 ； 隧道 ； 超前地质预报 【 中图分类号 】 Ｕ ５． ４２１ ３ 【 文献标识码 】 Ｂ
Ｎ ０Ｗ， 近隧址区构造带的构造线方向为 Ｎ ０Ｗ 左右 。 ４。 而 １。
隧址 区位 于多个构造体 系应 力场 的集 中部 位 ， 中进 口 其 段受 构造集 中应力 场影 响更 大。
２ １３ 主 要 不 良地 质 和地 质 灾 害 ．．
（） １ 发育 于 白云岩、 水携式火 山碎屑沉积岩 、 流纹岩类 及 安 山岩 中的断层或 破碎 带 ， 体呈 碎石 状压碎 结构 ， 整 开挖 扰
图 １ 大相 岭 隧道 地 理 位 置
１２ ． 地 理 位 置
动后 ， 侧壁稳定性差 ， 顶部存在坍塌 。 （） ２ 断层及其破 碎带形 成 的风 化槽地或 冲沟 ， 内含溶 蚀 孔洞 ， 不排除压力水 的存在 ， 并伴有 涌水 、 涌砂 、 突泥现象 ， 易
隧道涌水地段和涌水量
隧道涌水地段和涌水量
朱大力;李秋枫
【期刊名称】《铁道工程学报》
【年(卷),期】1991(000)004
【摘要】隧道水文地质勘测,一般要预测隧道涌水地段和涌水量。
本文就我国铁路工程实践并参考日本、法国、苏联等国经验,总结了对隧道涌水地段的预测,特别对评估涌水量的理论和方法进行了探讨,最后列出八种可行方法。
【总页数】6页(P46-51)
【作者】朱大力;李秋枫
【作者单位】[1]铁道部第一勘测设计院;[2]铁道部第一勘测设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【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.云茂高速公路南寨隧道涌水量监测及沉降观测 [J], 曹正东
3.基于优化支持向量机的隧道涌水量预测 [J], 苏昭
4.一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
5.天平线关山隧道涌水量预测技术研究 [J], 周文俊
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水主要是降雨沿 断层 、 裂隙带 的通 道下渗 。隧址区查 明发育较 大 的构造破碎带和断层 ｌ ， ５条 以逆断层 和逆 平移 断层为 主， 导水 性
较弱 —一般 。现根据断层 的空 间分布和导 水性 的差异 ， 采用简 易 水 均衡 法进行涌水量 预测 。
大 相岭隧 道水文地质特征及其 涌水量 预测
魏 成 武
摘 要： 根据 大相 岭隧道的水文地质勘察 资料 ， 分析 了其含水介质及地 下水类型、 地质构造 、 地下 水补 给、 径流、 泄等水 排 文地 质特征 ， 运用简 易水均衡法对 大相岭 隧道各 水文地质单位进行 涌水量预测 ， 其结果对施 工有一定 的指 导意义。
２ １ 地 形地 貌及 地层 岩性 ．
隧址区地形起伏 较大 ， 山势 陡峻 ， 差悬 殊 ， 高 中山地 貌。 高 属
４ 隧道涌 水量 预测
在隧道涌水量预测 问题 上 ， 根据 隧道环境 地下水 所处地质 体
水文地 质条件 的不 同复 杂程 度 、 工 的不 同方式 及 施 区 内冲沟发 育 ， 沟谷狭 窄 ， 平均 坡度 ３ 。 ５ ， Ｏ ～４ 。 沟床坡 降较大 ， 多 的不 同性质 、 生产的不 同要求等 因素 ， 其预测 隧道 涌水量 方法有 多种 。大相 岭 陡崖 跌水 ， 小瀑 布常 见 ， 底满 布飘 砾块 石 ， 谷 基岩 零 星出露 ， 谷坡 隧道 地下 水 的补 给来 源主 要为 大气 降水 ， 补 给能 力受 降水 强 其 植被 茂密 。 降水 持续 时问 、 地形及 地 表节理 裂 隙发育 程度 控 制。隧道 穿 隧址区地层复杂 ， 主要 有震 旦 系 、 寒武 系 、 四系 等 ， 道 围 度 、 第 隧 越的岩层主要为火 山岩 、 山碎屑岩 等 ， 理裂 隙较发育 ， 火 节 隧道 涌 岩主要为火 山岩 （ 流纹岩 、 山岩 ） 仅 出 口段 有碎 屑岩 和碳 酸盐 安 ，
２ 隧 址 区地质 简述
沟床 纵 比降大 ， 地下水 赋存 和运动受构 造控 制 ， 表分水 岭 即 地 控制性工程 ， 呈北东 向展布 ， 以分离式 穿越西 北一东南走 向岭 脊。 直 ， 为地下分水岭 ， 地下水在局部段深切 沟谷 断裂 破碎带 处 以泉 的形 隧道左右线相距 约 ４ 左 线长 ９９ ６ｍ， 线长 １ ０ 隧道 ０ｍ， ４ 右 ００ ７ｍ， 式出露排泄 ， 背斜 北翼地下水 由南 向北径 流运移 ， 向荥经 河排泄 ， 穿越 段最大埋深 １ ０ 属深埋特 长越 岭隧道。 １ｍ， ７ 背斜南翼地下水 由北 向南 径流运移 ， 沙河排泄 。 向流
第３ ７卷 第 ｌ ３期
２０ １ １年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＡＲＣＨＩ ＥＣ ＵＲＥ ＸＩ Ｔ Ｔ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １ ３ ．１
Ｍａ ． ２ １ ｙ ０１
・１ ７ ・ ８
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）３ ０ ８ ．２ １０ —８ ５ ２ １ １ － １ ７ ０ １
表 １ 大相岭隧道北段涌水量计算分单元情况表
单元编号
１ ２
区域地 下水 动态变化特征 的主要 因素。 隧址 区出露地层 复杂 ， 震旦 系相 对发 育 ， 于 隧址 区的 中部 位
３ １ 含 水 介质 和地 下 水类 型 ．
的下震旦 统分 布广泛 ， 上震 旦统仅见 于隧址 区进 口附近 。此外 还 有第 四系松散 堆积 层 ， 主要 分 布于 进 、 口附近 地势 低 洼地 带 。 出 由于所处 的地 层 、 岩性 、 构造条件 的不 同， 区域 出露 的各 类地层 富 水性存在 差异 ， 地下 水 类 型多 样。按 所 调查 的地 下 水 的贮 存 特 征， 本区地下水 主要 为 岩浆 岩裂 隙水 ， 其次 为第 四系松散 堆积 层
关键 词 － 隧道 ， 水 量 ， 文 地 质 涌 水
中图分 类号 ： ４２ １ Ｕ ５ ．１
文献标 识码 ： Ａ
水补给 。
１ 工 程概 况
大相岭 隧道 是北 京～ 昆明高 速公 路 四川境 雅 安一 泸沽 段 的
隧址 区地下水排 泄方式 以泉水和地 表河流 为主 ， 内沟谷 陡 区
２ ２ 地质 构 造 ．
隧址区所在 的构造单元 为泥巴 山北 西向构造 带 ， 展布 于区域 中部 ， 主要 由金 坪断 裂 、 保一凰 断 裂 和 泥 巴 山背 斜、 东 向斜 组 宜
根据水文地质条件 ， 一定范 围内大气 降水 的有效入 渗补 给量 成 ， 巴山背斜则 是近隧址 区的控制性 构造 。通 过钻探 、 而泥 物探 、 部分或全部涌入 隧洞 ， 其平均涌水量为 ： 遥感 等资料 ， 明大相 岭隧道穿越较 大的构造 破碎带 和断层 共计 查 Ｑ 。＝（ ０ ‘ 。 ‘ 。 ／ ６ 。 １ ０ 叩 Ｆ Ｒ） ３５ ０ １ ５条 ， 从断层性质方 面来看 ， 以逆 断层 和逆平移断层为主 。 其 中， ｑ 为隧洞平均 涌水量 ， ｄ Ｆ为 地表 补给 面积 ，ｍ ， ｍ／ ； ｋ ３ 水 文地质 特征 在 汇流型单元 ， 为该 单元 地表 总面积 ， 散流 型单 元 和碎 屑岩 则 在 区域 内水 文地质特征 主要受 到 了地形 地貌 、 造、 性 、 构 岩 气象 根 据地形圈定 ； 大气降水 量 ， ｍ； 为 大气 降水入 渗 系数 （ 为 ｍ 无 等多种 因素的影 响， 相岭 是天 然 的气候分 界线 ， 坡 和北坡 的 大 南 量纲） 根据地质结构 、 ， 岩性 条件 和拥 有资 料 的情 况 ， 在不 同洞 段
气候差异 明显 。北 坡荥经一侧年降雨量 约 １６０ｍｍ， ５ 南坡汉 源一
侧年 降雨 量约 ６ ０ｍｍ。总体来看 ， ５ 大气 降水 和地形 地貌是影响这
一
分别采 用计 算值或经验值 。
本 文只对大相岭 隧道北段 涌水 量进行 计算 ， 分为 以下 ７个 单 元（ 见表 １ 。 ）