隧道涌水量预测的计算方法研究_张雷
隧道涌水量预测计算方法探讨
隧道涌水量预测计算方法探讨[摘要]从2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。
以杭长铁路高岭隧道工程为例，采用水均衡法对隧道进行涌水量预测，然后对其涌水量进行评价和提出相应的工程建议，为工程的顺利实施提供了技术支持。
【关键字】高岭隧道；涌水量；预测；水均衡法1.引言有关隧道涌水量预测的研究已有近半个世纪，提出和发展了很多方法，但迄今为止无论是隧道正常涌水量，还是最大涌水量，都是依季节变化的，预测时误差较大，尚无成熟的理论和公认的准确计算方法。
隧道涌水量预测方法归纳起来主要有：（1）水均衡法；（2）水文地质比拟法。
本文详细介绍了上述2种隧道涌水量预测方法的基本原理、计算步骤和计算公式，并以杭长铁路高岭隧道为例，对隧道的涌水量进行了预测，然后对其涌水量进行评价和提出相应的工程建议，为今后深入研究打下基础。
2.水均衡法水均衡法指在一定范围内，水在循环过程中保持平衡状态，收入和支出相等，查明隧道施工段水的补给、排泄之间的关系，从而获得施工段的涌水量。
水均衡法适用于地下水的形成条件较简单的施工地段，可宏观地、近似地预测隧道的正常涌水量和最大涌水量；水均衡法预测涌水量时，常分为地下径流模数法和大气降雨入渗法。
2.1地下径流模数法概念：指利用一个流域岩溶区内地下径流模数和补给面积，推求出该流域暗河径流总量，或以此评价地质与水文地质条件相似的邻区暗河流域暗河径流量的方法。
计算公式如下：（1）式中，Q为隧道通过含水体地段的涌水量（m3/d）；M为地下径流模数（L/s·km2）；F为隧道通过含水体地段集水面积（km2）。
2.2大气降雨入渗法概念：通过大气降雨与地下水的关系，来反映最终下渗到达地下水的水量的方法。
计算公式如下：（2）式中，Q为隧道通过含水体地段的涌水量（m3/d）；η为岩溶水滞后系数，一般取0.15～0.60；α为降雨入渗系数，碳酸盐岩取0.307；X为日降雨量（mm）；F为隧道通过含水体地段集水面积（km2）。
沪蓉国道大水井隧道涌水量的预测研究
沪蓉国道大水井隧道涌水量的预测研究
沪蓉国道大水井隧道涌水量的预测研究
结合沪蓉国道大水井隧道工程实例,根据该工程水文地质特点,文章选用三种不同的地下水动力学方法对隧道涌水量进行了计算分析.计算结果表明:在岩溶区进行涌水量预测,落合敏郎法及铁路规范经验公式计算的涌水量随渗透系数呈指数减少,非均值剖面二维流公式考虑到了岩溶的不均匀性,对计算区域进行了分区,计算的涌水量随渗透系数呈近线性减少.
作者：倪凯军刘新宇作者单位：倪凯军(长江三峡勘测研究院有限公司,湖北,武汉,430079)
刘新宇(武汉市勘测设计研究院,湖北,武汉,430022)
刊名：企业技术开发(下半月) 英文刊名：TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 年，卷(期)： 2010 29(3) 分类号：U45 关键词：涌水量地下水动力学沪蓉国道大水井隧道岩溶。
降雨入渗法涌水量计算
二、涌水量的预测拟采用大气降水渗入量法对隧道进行涌水量计算1．大气降水渗入法（DK291+028-DK292+150段）Q = 2.74*α*W*AQ—采用大气降水渗入法计算的隧道涌水量（m3/d）α—入渗系数W—年降雨量（mm）A—集水面积（km2）参数的选用：α—入渗系数选用0.16；W—隧址多年平均降雨量为508.7m,最大年降雨量为1496.88mm(月平均最大降雨量×12)。
A—集水面积：根据1：10000地形平面图，含水岩组分布面积圈定为0.33km2最大涌水量为：Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.16*1496.88*0.33= 216.56（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.19(m3/m.d)。
正常涌水量为：Q= 2.74*α*W*A= 2.74*0.16*508.7*0.33=73.59（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.07(m3/m.d)。
2. 大气降水渗入法（DK292+150-DK293+440段）Q = 2.74*α*W*AQ—采用大气降水渗入法计算的隧道涌水量（m3/d）α—入渗系数W—年降雨量（mm）A—集水面积（km2）参数的选用：α—入渗系数选用0.18；W—隧址多年平均降雨量为508.7m,最大年降雨量为1496.88mm(月平均最大降雨量×12)。
A—集水面积：根据1：10000地形平面图，含水岩组分布面积圈定为0.79km2最大涌水量为：Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.18*1496.88*0.79= 583.23（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.45(m3/m.d)。
正常涌水量为：Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.18*508.7*0.79= 198.2（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.15(m3/m.d)。
3.大气降水渗入法（DK293+440- DK293+870段）Q = 2.74*α*W*AQ—采用大气降水渗入法计算的隧道涌水量（m3/d）α—入渗系数W—年降雨量（mm）A—集水面积（km2）参数的选用：α—入渗系数选用0.12；W—隧址多年平均降雨量为508.7mm,最大年降雨量为1496.88mm(月平均最大降雨量×12)。
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。
隧道涌水量预测计算方法探讨
ａ ｎｄ Ｐｕ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎｄｉ ｎｇ Ｓ ｕｇｇｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ｅ ｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ， ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｐｒ ｏ ｖｉ ｄ ｅｓ ａ ｂｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈｎｉ ｃ ａｌ ｓ ｕｐ ｐｏｒ ｔ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ ｓ ｍｏ ｏ ｔ ｈ
Ｄｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｏ ｎ ｍ ￣ｈｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｐ ｒ ｅ ｄｉ ｃ ｔ ｉ ｎｇ ａ ｍｏ ｕｎｔ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇｕ ｓ ｈｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｕｎｎｅ ｌ
３ ． 水文 地质 比 拟法 水文 地 质比拟法 是建立在 水文地 质条件相 似的 基础上 ， 以既 有工
工 技术
隧道涌水量预测计算方法探讨
杨超
广州诚 安路桥检测有限公司 广东广州
５ １ ０ ４ ２ ０
一般 取０ ． １ ５ － ０ ． ６ ０ ； 。 ［ 为降雨入渗系数 ， 碳 酸盐 岩取０ ． ３ ０ ７ ； Ｘ 为日 【 摘 要Ｊ从２ 种隧道涌水量 计算方 法的基本原理出发， 讨论了 其计 系数， ｍｍ） ； Ｆ 为隧 道通过含水体地段集水面 积 （ ｋ ｍ ） 。 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 降雨量 （ 另外， 在 圈定集水面 积时， 综合考虑岩 性 （ 岩 性控制富水性 ） 、 构 造 制 定施工对策。 以杭长铁路 高岭 隧道工程 为例， 采用水均衡 法对隧道进行 涌＃ ， － － １ － 预测 ， 然后对其涌水量进行 评价 和提 出 相应的工程建议 ， 为工程的 （ 构造控 制富水 地段 ） 、 地 形地 貌 （ 地形 地貌 影响补 给条件 ） 及隧 道位 置、 埋 藏深 度等有关因素。 当隔水体与隧 道中心线 的距离小于可能影 响 顺 利 实施 提 供 了 技 术 支持 。 宽 度时， 该侧的集 水面积 边界 以隔水体为界。 反之 ， 大于可能 影响 宽度 【 关键 字ｌ 高岭 隧道； 涌水量； 预测 ； 水均衡 法 时， 采用其它方法确 定。
降雨入渗法涌水量计算
二、涌水量的预测拟采用大气降水渗入量法对隧道进行涌水量计算1．大气降水渗入法（DK291+028-DK292+150段）Q = 2.74*α*W*AQ—采用大气降水渗入法计算的隧道涌水量（m3/d）α—入渗系数W—年降雨量（mm）A—集水面积（km2）参数的选用：α—入渗系数选用0.16；W—隧址多年平均降雨量为508.7m,最大年降雨量为1496.88mm(月平均最大降雨量×12)。
A—集水面积：根据1：10000地形平面图，含水岩组分布面积圈定为0.33km2最大涌水量为：Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.16*1496.88*0.33= 216.56（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.19(m3/m.d)。
正常涌水量为：Q= 2.74*α*W*A= 2.74*0.16*508.7*0.33=73.59（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.07(m3/m.d)。
2. 大气降水渗入法（DK292+150-DK293+440段）Q = 2.74*α*W*AQ—采用大气降水渗入法计算的隧道涌水量（m3/d）α—入渗系数W—年降雨量（mm）A—集水面积（km2）参数的选用：α—入渗系数选用0.18；W—隧址多年平均降雨量为508.7m,最大年降雨量为1496.88mm(月平均最大降雨量×12)。
A—集水面积：根据1：10000地形平面图，含水岩组分布面积圈定为0.79km2最大涌水量为：Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.18*1496.88*0.79= 583.23（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.45(m3/m.d)。
正常涌水量为：Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.18*508.7*0.79= 198.2（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.15(m3/m.d)。
3.大气降水渗入法（DK293+440- DK293+870段）Q = 2.74*α*W*AQ—采用大气降水渗入法计算的隧道涌水量（m3/d）α—入渗系数W—年降雨量（mm）A—集水面积（km2）参数的选用：α—入渗系数选用0.12；W—隧址多年平均降雨量为508.7mm,最大年降雨量为1496.88mm(月平均最大降雨量×12)。
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适用于设 计 或 施 工 中 分析采用的模式与参数较难由现场调 的隧道 ,而其分析结果
可依开挖 面 的 地 质 情 查及室内实验所得 ,且因水文地质变 况与 施 工 中 量 测 的 隧 异性大 ,故分析模式较难正确的建立 。 道涌水量 ,再进行反复
修订 。
地下径流模数法 与水文地质比拟法有些相似 。
各种方法优缺点比较如表 1 所示 。 隧道涌水主要集中在断层破碎带 、岩溶地区 、暗 河等地质条件下 ,因此对于不同隧道地质条件 ,应采 取不同的涌水量预测方法来计算 。 岩溶区隧道比较适合用降水入渗法 、地下径流 模数法 、地下径流深度法等方法 。暗河地区可以采 用水理统计法 、水平衡法 、解析法或将多种方法结合 起来运用 。而断层裂隙地质条件下 ,既可以用解析 法 ,也可以用数值分析法 。解析法又分为理论解析 法和经验解析法 。理论解析法是预测计算渗流与应 力耦合环境下裂隙围岩隧道涌水量的最基本方法 , 理论性较强 ,在应用于实际问题时 ,应特别注意条件 的适用性 ,以保证研究结果的可靠度和相对准确性 。 经验解析法是在理论研究及工程实践的基础上 ,考 虑到实际隧道含水裂隙岩体网络结构特征及其中地 下水渗流场的复杂特性 ,结合隧道所处渗流与应力 之间的耦合作用环境 ,提出的一系列隧道涌水量预 测计算经验关系式 。根据隧道穿越含水围岩区段时 涌水量的实际历时曲线 ,其涌水阶段可分为初期涌 水 、递减涌水和经常涌水3个阶段 ,从而以经验解析
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 年
2 水平衡法[ 3] 自 Thornthwait 等人 (1948 ,1957) 建立水平衡法以
来 ,它已成为水文和环境分析中最常用的工具和手 段 。水平衡法是根据水平衡原理 ,查明隧道施工期 水平衡各收入 、支出部分之间的关系进而获得施工 段的涌水量 。当施工地段地下水的形成条件较简单 时 ,采用水平衡法有良好的效果 ,如分水岭地段 、小 型自流盆地等 。但是 ,使用水平衡法计算时 ,由于天 然水平衡场受到矿坑采动等因素的影响 ,使渗入系 数 、均衡期 、最大涌水量起峰期等参数难于确定 。这 些问题长期妨碍水平衡法的广泛应用 。
Study o n Calculatio n Metho d for Tunnel Seep age Predictio n
Zhang Lei1 , Zhao Jian2 , Zhang Heping3
隧道涌水量预测研究已经有近半个多世纪的历 史 ,特别是近几十年来 ,无论研究的深度和广度都有 了很大的拓展 ,但也存在许多缺点和不足 。工程上 应用较多的为传统的专业理论计算公式 ,许多专家 和学者根据工程的具体情况对传统公式进行了修正 或引入一些新理论方法对隧道涌水量进行预测 ,并 取得了一定的成效 。但从科学与应用的角度来看 , 这些方法仍然还不够完善 ,其实用性和推广性也还 有待提高 。
2007 年 第 1 期 张 雷 ,等 :隧道涌水量预测的计算方法研究
123
表 1 涌水量计算方法比较
方法 水理统计法
原理
枯水期河流 ,流量由地下水补给 ,因此 隧道总涌水量可近似等于隧道集水面 积乘枯水期地表水径流量 。
缺点 需有邻近河流枯水期流量记录 。
适用性
在有河流 枯 水 期 流 量 记录处最为有利 。
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)
在岩性均 质 或 构 造 简 单时用解 析 法 才 能 求 得与实况接近的水量 。
比拟法
由导坑实测及主隧道开挖的涌水量推 主隧道及主隧道未开挖段的涌水量 。
导坑实测段及已开挖主隧道涌水量实 测段 ,其地质与主隧道预估段相似者 才能求得接近实际的涌水量 。
适用于施工中的隧道 。
数值分析法
常以有限元素法利用热传导元素 ,模 拟地下水分布 。一般步骤如下 : 研究 区域网格化 ,决定各节点坐标及元素 的物理参数 ,决定边界条件及边界值 , 求取未知区域的地下水位值 ,进行软 件处理分析 。
6 地下径流模数法 该法与水文地质比拟法有些相似 ,一般来说 ,在
岩溶发育较为均匀的一定流域内 ,其补给条件一般 比较相近 。故只要求出流域的地下径流模数和圈出 拟建隧洞的集水面积 ,把通过的拟建隧洞等同于暗 河 ,即可求出通过该流域隧道的地下水涌水量 (即暗 河径流总量) [13] 。
广西水文地质队曾在地苏 、大化 、六也 、保安等 地区采用上述间接测流的地下径流模数法计算出各 暗河枯水期流量 ,证明计算流量与天窗实测流量相 比 ,其平均准确度达 86 %。
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 。
成为隧道充水水源系统的径流量及导
水通道的水力学特征 ,对隧道涌水量
做出预测 。
适用于对 常 规 预 测 方 法有利补充 。
法预测计算涌水量 。
9 结语 隧道涌水量的预测计算方法很多 ,目前较为常
用的是上述几种方法 ,但其预测精度远远不够 ,究其 原因主要是隧道是一个复杂的开放系统 ,是非线性 的 。目前人们对隧道的认识还不是很完善 ,因此涌 水量的预测必须采用多种方法结合 ,多学科交叉的 手段 ,以提高预测精度 。
摘 要 :系统阐述了隧道涌水量预测的各种方法 ,从各种方法的原理出发 ,阐明了它们的优缺点和适用条件及其工 程应用情况 ,并就相关问题进行探讨 ,提出自己的见解 。 关键词 :涌水量 ;计算 ;预测 文章编号 :1009 - 6477 (2007) 01 - 0121 - 04 中图分类号 :U453. 6 + 1 文献标识码 :B
水平衡法
用水平衡法计算隧道涌水量 ,其控制 因素包括降雨量 、隧道集水面积 、降雨 入渗系数及渗流时间 。
入渗系数没有既有资料需建立临时观 测站取得 。
在有降雨量 、入渗系数 资料处适用 。
解析法
利用地下水动力学公式及一些经验公 式计算涌水量 。
地下水动力学公式的假定 ,如渗透系 数的假定是单一的 ,实际上是千变万 化的 。因此唯有在公式假定条件与实 际情况接近时 ,估算涌水量才比较符 合实际 。
7 非线性理论方法 通过对隧道涌水的深入研究 ,人们发现隧道涌
水往往是一个非线性系统[14] ,系统本身是一个不断 与外部环境进行物质 、能量和信息交换的开放系统 , 具有协同性 、自组织性 、信息性的特点 。显然用线性 理论或线性化理论来研究一个非线性系统是与客观 实际相悖的 ,隧道涌水预测的可靠性也必然受影响 。
徐则民 、黄润秋等运用此法对渝怀铁路圆梁山 特长隧道涌水量及疏干影响范围进行了预测和评 估 ,该方法得到了同行专家的肯定 ,认为是对常规预 测方法的一个有益补充 。相信随着科学的发展 ,非 线性理论在隧道涌水研究中的应用一定会越来越广 泛 ,越来越完善 。
8 其它一些方法 其它方法主要有降水入渗法 ,地下径流深度法 ,
国内隧道涌水量预测研究多为结合工程个别实 例作简要的零碎的地质描述 ,与整个隧道工程系统 地结合和分析研究相对较少[1] 。隧道涌水量的预测 计算是水文地质学科中的一个重要的理论问题 ,迄 今为止尚无成熟的理论和公认的准确计算方法[2] 。
目前 ,研究隧道涌水量的主要方法有 : (1) 水理 统计法 ; (2) 水平衡法 ; (3) 解析法 (地下水动力学 法) ; (4) 比拟法 ; (5) 数值分析法 ; (6) 地下径流模 数法 ; (7) 非线性理论方法 。
地球物理化学法 。 降水入渗法[16] 与水平衡法相类似 。使用该方
法时需充分搜集测区气象 、水文 、地质资料 ,且确定 岩溶发育程度是关键 ,必须对隧道区进行详细的水 文地质及工程地质调查 。该法的关键技术是入渗系 数和汇水面积的确定 ,多用在可行性研究或初测阶 段。
地下径流深度法[17] 是某一流域内 ,大气降水是 地表水 、地下水 、蒸发Π蒸腾和地面滞水的总源 。使 用该方法时需充分搜集测区气象 、水文 、地质资料 。 地下径流深度法适用条件同地下径流模数法 。由于 各项参数难以取得精确数据 ,故预测的隧道涌水量 , 只能是宏观的 、近似的数量 。
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 。