恒山隧道施工涌水量计算及分析
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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。
涌水量计算
第三节、隧道洞室涌水量预测一、水文地质参数计算为取得计算洞室涌水量的水文地质参数，进行钻孔提（抽）水试验，利用提水试验和抽水试验结果，采用地下水动力学方法及相关计算公式，大部分按潜水非完整井计算出提水的渗透系数K 抽水，另外根据提水后的恢复水位与时间的关系，即s~t 关系计算出恢复的渗透系数K恢复，并参照当地岩性的渗透系数K ，将该三种方法求得的渗透系数K 值并结合钻探过程中冲洗液的消耗量，岩体的破碎性、岩性的矿物组成及充填胶结情况，给定一个建议的渗透系数K 值。
求得水文地质参数，其提水时K 值计算公式如下：K=22)lg (lg 733.0hH r R Q --ω 其中：K ——渗透系数（m/d ）。
Q ——出水量（m 3/d ）。
R ——影响半径（此值根据《工程地质手册》第二版表9-3-12查得） r ω——钻孔半径（m ）。
H ——自然情况下潜水含水层的厚度（m ）。
h ——抽水稳定时含水层的厚度（m ）。
恢复水位计算渗透系数K 值公式如下：()212ln 25.3S St r H r K ωω+=（完整井）其中：K ——渗透系数（m/d ）。
r ω——钻孔半径（m ）。
H ——自然情况下潜水含水层的厚度（m ）。
S 1——抽水稳定时的水位降深（m ）。
S 2——地下水恢复时间t 后水位距离静止水位的深度（m ）。
t ——水位从S 1恢复到S 2的时间（d ）。
具体计算过程及计算结果见附表5：钻孔提（抽）水试验渗透系数（恢复水位）计算成果表。
二、洞室涌水量的估算方法 （一）、洞室涌水量的补给来源为了更准确预测隧道洞室涌水量，通过野外水文地质调绘，并分析洞室地下水的补给来源，含水岩性的空间分布、富水性，结合钻孔对地下深处地质情况的揭露，参考物探测井成果，我们认为隧道洞室涌水量的补给来源由以下几部分组成：a ．洞室影响范围内汇集的大气降水渗漏补给量；b ．洞室附近地下水的补给量（包含隧道上行线、下行线间含水层的静储量及洞室两侧地下水的侧向补给量）；c ．地表水流过洞室上方时的渗入补给量；d ．地表水通过节理裂隙、断层破碎带给洞室的侧向补给量；e ．断层破碎带导入洞室的地下水量。
隧道涌水量预测方法及其分析
流方程及定解条件为 : 9 9H + 9 9H + q = S 9H M Kx M Kz 9x 9z 2t 9x 9z
H
Γ1
= H1 ( t > 0 )
M Kn H H
Γ0
式中 : Q 为隧道的涌水量 ; Q 0 为导坑或已开挖的隧道中 的涌水量 ; F 为正洞过水断面面积 (即 洞 断面 周 长 乘 以洞 长 ) ; F0 为导坑的过水断面面积 ; S 为正洞的地下水水位降低 值 ; S0 为导坑的地下水水位降低值 。 ( 2 ) 径流模数法 , 山区河流的枯水期流量 , 作为地下水 的补给量 , 隧道的涌水量用下式计算 。 ( 3) Q = h ・Q c ・L / l
在工程实践和理论研究中 , 对一些复杂水文地质条件下 隧道和地下工程涌水量的计算 , 运用解析法无法解决 , 但随 着电子计算机的广泛使用 , 水文地质数值模拟法使这些问题 的解决成为现实 。 水文地质模拟法的基本原理是 , 把地下水 渗流微分方程的定解问题转化成以系列线性方程组的求解 问题 。 利用计算机进行反演计算 , 求水文地质参数 (渗透系数 K和弹性储水系数 S ) , 然后进行正演计算 , 预测突水量 、 水头 压力和涌水时间等 。 按数值计算方法 , 水文地质数值模拟可分为有限差分 法、 有限单元法和边界元法 。
rS
“ 黑箱 ” 理论方法主要是利用涌水系统中输出信息 (降 雨量 、 河水位等 ) 与输出信息 (涌水量 、 地下水位等 ) 之间的 相应关系来预测隧道中的涌水量和地下水位 (水压 ) 。 其理论 公式为 :
{ y1 , y2 , …, yn } = { K} ( x1 , x2 , …, xn ) ( 10 )
016 ) 。 其他符号同前 。 112 水均衡法
集水面积计算方法及隧道涌水量计算方法
集水面积计算方法及隧道涌水量计算方法（1）集水面积计算方法：
多平面积计算法是一种常用的计算集水面积的方法，它具体指用地形或水文断面图上的海拔高度点绘制平面，并由断面剖面和它们所确定的轮廓线的交点构成的边线，将区域划分成多个三角形片段，采用三角函数求和法来计算这些三角形片段的面积之和，以计算该区域的面积。
（2）隧道涌水量计算方法：
1）基本量计算法：该方法是根据现测获得的隧道方面粗糙度获取其其涌水量公式中最重要的参数--水力半径，然后通过计算水力半径来确定涌水量L（m3/s），其计算公式如下：L=1.456*R*R*V，其中，R为水力半径（m），V为流速（m/s）。
2）涡折尔定律：这种方法是根据涡折尔定律来确定排水量，这个定律是指在固定的圆形管道中，流体流量Q和流速V成反比，其公式为
Q=πR2V，其中R为管径，V为流速。
3）视比算法：该算法是利用粗糙度、流速和流量的比值来计算涌水量的，通过将当前的粗糙度和流速比值与预先确定的粗糙度和流速比值进行比较，就可以从而计算出涌水量。
隧道涌水量的预测方法及影响因素研究
隧道涌水量的预测方法及影响因素研究李鹏飞;张顶立;周烨【摘要】隧道涌水量关系到作用于衬砌结构的水压力和周边生态环境的安全,是隧道防排水设计的重要参考指标.在总结隧道涌水量预测的3种主要方法:理论解析法、经验公式法和数值分析法的基础上,讨论了围岩渗透系数、洞室尺寸、地下水位高度、衬砌渗透性、注浆圈渗透性及厚度、隧道含水层厚度,以及洞室形状等因素对隧道涌水量的影响,比较分析了各种隧道涌水量预测方法的差异,并重点指出了各种理论解析方法的局限性和适用条件.研究结果表明,隧道涌水量随围岩渗透系数的增大线性增大,随地下水位高度的升高存在一个先减小后增大的过程;注浆圈参数存在一个经济合理值;同样的开挖面积条件下圆形隧道的涌水量最小.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】5页(P11-15)【关键词】隧道工程;涌水量;渗透系数;注浆圈;洞室形状【作者】李鹏飞;张顶立;周烨【作者单位】北京交通大学,隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京,100044;北京交通大学,隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京,100044;北京交通大学,隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京,100044;中铁十九局集团有限公司,北京,100176【正文语种】中文【中图分类】U453.61隧道涌水量不仅与衬砌水压力相关,而且关系到隧道防排水设计、生态环境要求等,因此隧道涌水量预测方法一直是国内外学者研究的热点问题之一[1-10].隧道涌水量的预测方法分为理论解析法、经验公式法、数值法、工程类比法及模糊数学法等.以这些方法为基础,国内外学者总结并提出多种隧道涌水量预测解析公式或经验方法,这些公式或方法各有特点,且有一定的适用条件.朱大力[1]在编制《铁路工程水文地质勘察规范》(TB10049-96)中,总结了9种比较适合我国情况的隧道涌水量预测方法.王建秀[2]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,提出在施工前的预设计阶段应采用正演的方法预测涌水量,而在隧道施工后的动态设计阶段,则应根据监测反馈数据,采用反演的方法分析和预测隧道的涌水量及其变化趋势,修正预设计方案.王媛[3]基于三维各向异性的岩体介质渗透张量空间随机场,利用局部平均法对随机场进行离散,推导出了三维非稳定渗流场随机有限元列式,得到非稳定渗流的随机渗流场,推导出渗流场中流量的均值和方差的计算公式,并编制了相应的程序.丁万涛[4]和姬永红[5]研究了水底隧道涌水量的预测方法及工程应用.田海涛[6]总结了利用地下水动力学和模糊数学预测隧道涌水量的方法,并提出运用模糊贴近度预测隧道涌水量的理论.黄涛[7]和毛昶熙[8]总结并提出了裂隙岩体隧道涌水量预测及渗流计算方法.本文作者在总结国内外学者提出的众多隧道涌水量预测方法的基础上,对影响隧道涌水量的几个主要因素进行分类讨论,对比分析隧道涌水量预测方法的不同,为更加合理有效的进行隧道涌水量预测提供借鉴和参考.1 隧道涌水量预测方法1.1 理论解析法隧道涌水量的解析公式大多以地下水动力学理论为基础,对地质模型进行了较大程度的简化,计算模型如图1所示.图1中 h表示隧道中心点距地下水位线的距离,m;d和r分别表示隧道的直径和半径,m;hc表示隧道所处的含水层厚度,m.图1 计算模型Fig.1 Calculation model常用的隧道涌水量理论解析方法有:1)M.EI.Tani(2007)公式式中为预测隧道涌水量,m3/s;k为含水地层的渗透系数,m/s.2)Goodman(1965)公式3)Karlsrud(2001)公式4)Schleiss(1988)和 Lei(1999)公式5)Lombardi(2002)公式6)大岛洋志公式式中 m为转换系数,一般取为0.86.大岛洋志公式是Goodman公式的修正.7)佐藤邦明公式式(7)能考虑隧道围岩含水层厚度对隧道涌水量的影响.8)王建宇(2003)公式式(8)基于隧道洞周和无限远边界等水头的边界条件,适用于深埋高水头圆形洞室的涌水量计算,对浅埋隧道涌水量预测误差较大.同时,王建宇还考虑了注浆圈和衬砌结构渗透系数的不同对洞内涌水量的影响,即式中:kg、kl分别表示注浆圈、衬砌渗透系数;rg、rl分别表示注浆圈、衬砌断面半径.如果注浆圈和衬砌渗透系数等同于围岩,则该公式退化为式(8).1.2 经验公式法《铁路工程水文地质勘察规范》(TB10049-96)中隧道初期可能最大涌水量预测公式为1.3 数值分析法隧道涌水量预测的理论解析法和经验公式法通常做了很多假设,大都只能考虑围岩渗透性的各向同性,只适用于边界条件简单的圆形断面隧道,仅对开挖裸洞进行研究,无法考虑支护结构及注浆加固圈等的影响,且无法考虑渗流场、应力场、位移场等耦合作用的影响.另外,解析方法大多只能将三维问题简化为二维模型.而数值分析方法不受上述条件的限制,在求解边界条件复杂,本构关系复杂的问题上有很大的优势,适合于不规则边界,承压与无压含水层共存,且不受含水层是否均质、初始水头是否水平等条件的限制,在地下水渗流计算方面具有较大的优越性.隧道涌水量预测的数值计算法包括有限单元法、有限差分法、边界单元法和离散单元法等.2 隧道涌水量影响因素隧道涌水量的影响因素很多,主要有围岩渗透系数、洞室尺寸、地下水高度、衬砌及注浆圈渗透性、隧道含水层厚度及洞室形状等.根据隧道涌水量预测的理论解析法和经验公式法,采用MATLAB软件进行编程计算,数值法借助有限差分程序FLAC3D软件进行求解.为便于对比各因素对隧道涌水量的影响,计算中无特殊说明则围岩渗透系数k取5×10-6m/s,隧道半径r取5.0 m,隧道埋深h取105 m.2.1 围岩渗透系数围岩渗透系数是隧道涌水量预测的重要参数,隧道涌水量正比于围岩渗透系数,如图2所示.但在同样的渗透系数条件下,式(7)预测的隧道涌水量最小,式(6)次之,式(1)～式(5)的预测值居中且基本一致,而数值模拟结果略大,式(8)的预测值最大.式(6)(大岛洋志公式)在式(2)(Goodman公式)的基础上了考虑了转换系数 m=0.86的影响,实则是对Goodman公式的折减,式(7)(佐藤邦明公式)在此基础上又考虑了含水层厚度的影响,造成了这两个计算公式的预测值偏小.另外,式(10)即《铁路工程水文地质勘察规范》(TB10049-96)中隧道初期可能最大涌水量预测值要远大于其他方法的预测值.图2 隧道涌水量随围岩渗透系数变化曲线Fig.2 Tunnel water influx vs permeability of surrounding rock2.2 洞室尺寸隧道涌水量随隧道半径的增大而增大,如图3所示,且随着隧道半径的增大,式(1)～式(7)的预测值与数值模拟结果、式(8)的预测结果差异加大,前者增大趋势放缓,而后者增大趋势更加明显.图3 隧道涌水量随洞室半径变化曲线Fig.3 Tunnel water influx vs cavity radius 2.3 地下水位高度隧道涌水量随地下水位高度的关系见图4.除了数值模拟结果及式(1)、式(5)的预测结果,其他公式的隧道涌水量预测值随着隧道埋深的增大,变化趋势有一个先减小后增大的过程,即对某一特定隧道而言,存在一个最小涌水量的隧道埋深.该方法可为水底隧道合理顶板厚度的确定提供参考,同样对城市富水隧道合理埋深的确定也有指导意义.图4 隧道涌水量与地下水位高度关系曲线Fig.4 Tunnel water influx vs water table height当隧道距地下水位较近时,式(1)、式(5)的预测结果与数值模拟结果基本一致;随着隧道拱顶与地下水位间距离的增大,式(8)的预测值与数值模拟结果更为接近.说明式(1)～式(5)适用于浅埋隧道涌水量的预测,对深埋高水位隧道误差较大,而式(8)则适用于深埋隧道涌水量的预测,对浅埋低水位隧道涌水量的预测值要明显偏大.2.4 衬砌及注浆圈渗透性式(9)即王建宇公式可以考虑注浆圈和衬砌结构渗透系数对隧道涌水量的影响,其预测结果与数值解的对比如图5所示.考虑注浆圈渗透性的影响时,注浆圈厚度取5 m,且不考虑衬砌的影响;考虑衬砌渗透性时,衬砌厚度取0.5 m,且不考虑注浆圈的影响. 图5 隧道涌水量与注浆圈及衬砌渗透性的关系Fig.5 Tunnel water influx vs permeability of grouting circle and liner可以看出:1)当注浆圈厚度一定,隧道涌水量随着注浆圈渗透性的降低而不断减小,但当注浆圈与围岩渗透系数之比小于1/50时,隧道涌水量的减小就不再明显,这表明隧道注浆加固存在一个经济合理值.而当注浆圈渗透系数一定,随着注浆圈厚度的增大隧道涌水量不断减小,但是当注浆圈厚度超过6 m后,涌水量减小就不再明显,而趋于稳定.2)如果不考虑注浆圈的堵水作用,单靠衬砌防水,一方面衬砌与围岩渗透系数之比小于1/80时,衬砌堵水效果就不再明显;另一方面,即使衬砌的渗透系数降低为围岩渗透系数的1/100以下,隧道涌水量仍相对较大,说明没有注浆圈的堵水作用,单靠衬砌降低隧道涌水量是不经济的,也是不可行的.2.5 含水层厚度式(7)即佐藤邦明公式可以考虑含水层厚度对隧道涌水量的影响,其预测结果与数值解的对比如图6所示.随着不透水层距隧道拱底距离的增大,隧道涌水量不断增大,但增大幅度逐渐减小.比较而言数值解的增大幅度更大一些,但不透水层距隧道拱底超过60 m后隧道涌水量增大量也不再明显.图6 隧道涌水量与含水层厚度的关系曲线Fig.6 Tunnel water influx vs aquiferthickness2.6 洞室形状隧道开挖断面形状也会影响隧道涌水量.采用数值模拟方法分析了等开挖面积条件下圆形、椭圆形(长短轴比为1.5)、方形3种洞室形状的隧道.其地下水流线矢量图见图7.可以看出,圆形断面隧道流线矢量方向基本指向隧道圆心,可认为在洞周水力梯度的方向垂直于隧道轮廓线;椭圆形断面隧道则略有不同,地下水流线方向略偏向隧道下部;3种情况地下水流动速率均是从隧道轮廓线向外逐渐递减,最大渗流速度处均位于隧道拱底,其中椭圆形断面最大,圆形次之,方形最小,这是由于3个隧道断面拱底距地下水位线的距离依次减小造成的.图7 地下水流线矢量图Fig.7 Groundwater flow-line vector3种洞室形状的涌水量计算结果见表1.可以看出,同样的开挖面积,圆形隧道的涌水量最小,椭圆形次之,方形最大.因此,对高水压富水隧道,圆形断面在使衬砌结构受力更加合理的同时还将有助于减小隧道的涌水量.表1 洞室形状对涌水量的影响Tab.1 Influence of cavity shapes on the water influx into tunnels洞室形状涌水量/(dm3/s)最大渗流速度/(μ m/s)圆形 1.02 35.75椭圆形 1.03 39.42方形 1.34 22.253 结论1)围岩渗透系数是影响隧道涌水量预测的重要参数,隧道涌水量随围岩渗透系数的增大线性增大.2)隧道断面半径越大,隧道涌水量就越大,但数值模拟结果及王建宇公式的预测增大趋势要明显大于其他解析公式.3)隧道涌水量随地下水位高度的升高存在一个先减小后增大的过程,因此隧道涌水量预测可以为水底隧道合理顶板厚度及城市富水隧道合理埋深的确定提供依据.4)注浆圈渗透系数的减小或厚度的增大可以起到减小涌水量的目的,但注浆圈渗透系数减小或厚度增大到一定程度后对减小涌水量的效果将不再明显.实际施工中需要在注浆的堵水性和经济性两方面进行综合分析.如果没有注浆圈的堵水作用,单靠减小衬砌的渗透性来减小隧道涌水量是不经济的,也是不可行的.5)随着不透水层距隧道拱底距离的增大,隧道涌水量不断增大,但增大幅度逐渐减小,当不透水层距隧道距离超过一定距离后对隧道涌水量的影响将不再明显.6)在同样的开挖面积条件下圆形隧道的涌水量最小.另外,地下水渗流速度从隧道轮廓线向外逐渐递减,最大值位于距地下水位线相对较远的隧道拱底.参考文献:[1]朱大力,李秋枫.预测隧道涌水量的方法[J].工程勘察,2000,(4):18-23.ZHU Dali,LI Qiufeng.The Methods to Predict the Discharge Rate ofTunnel[J].Geotechnical Investigation and Surveying,2000,(4):18-22.(in Chinese)[2]王建秀,朱合华,叶为民.隧道涌水量的预测及其工程应用[J].岩石力学与工程学报,2004,23(7):1150-1153.WANG Jianxiu,ZHU Hehua,YE Weimin.Forward and Inverse Analyses of Water Flow Into Tunnels[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2004,23(7):1150-1153.(in Chinese)[3]王媛,王飞,倪小东.基于非稳定渗流随机有限元的隧洞涌水量预测[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10):1986-1994.WANG Yuan,WANG Fei,NIXiaodong.Prediction of Water 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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。
用经验公式计算隧道涌水量
４８铁道标准设计２０００年６～７月第２０嚣第６～７期用经验公式计算隧道涌水量北方交通大学圭建学浣聂志宏张弥渔李娆摘要利用法圆水力学家计算地下明渠流量的理论，结合隧道工程的特点加以修正，给瘤一个骨算遂道互常滋水量的事经验孚壤论公式，根据王程实践认为是可行的。
关键词隧道燕常漏水蚤半经验半理论公式１概述是，这一方法对勘探试验的要求很高，工作量常瘸计算隧道涌水量豹方法，一般说来有大，因霄露计算成本氇离，失之予经济实蹋。
用经理论公式法、数值计算法和经验公式法三大类。
验公式进行计算，尤其是基于地下水动力学理理论公式往往由水文、水力学原理经严密的数论并结合实际工程总结丙得出的方法和公式，学推导褥毽，然而其适用条件苛刻，实际工程中在其适用范晷内，既简便好用又麓达到一定的很难完众符合这些条件，以至经由此法得到的预测精度，可满足隧道工程勘测、初步设计和施结果与实际相差甚远，缺乏实际应用价值。
数值工的要求。
计算法正得到越来越广泛的应用，其适用性强，２隧道正常涌水量只要地质模型正确就能取得较满意的结果。
但２．１福希海默公式．§。
毒．毒・≈＊・毒・夺・毒・孛・≈，，夺ｔ夺・。
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争・夺・—＝§・｛－・夸・．：》・夺・夺・牵・孛・夺・夺ｔ夺・专，专・串・寺一夺・串・加固补强的方法整治。
这里２号框架的拆除是个难点，请教了爆破专家蠢，认为混凝±箱形撵架挢钢麓布置密集，静态爆破效果要较其他建筑物差一些，但仍然是可行的。
考虑到拆除２号框架后，在便梁的终愚下，有霹憝使撼邻ｌ、３号嚣框架产生倾斜，故必须封锁线路，拆除施工便梁。
此时，２号框架可进行原位现浇，同时，１、４号框架可同步进行热匿佟监。
这样虽然在一定程度上影嚷了正常行车，但工期反而会缩短。
如果２号框架必须采用加固的办法，１、４号框染灸有等２号框架麓爨完毕岳，才麓裰继施工，使梁要移动３次，再加上养护期，工期会大大延迟；再说，框架顶面贴枣卜钢板也仍然要影嚷正常行车，否鼷难以完成。
隧道反坡排水的施工及涌水量的预测与计算_secret
隧道反坡排水的施工及涌水量的预测与计算摘要：通过对锦屏山隧道辅引3#施工支洞反坡排水的施工与突发事件的处理，介绍反坡排水的设计、施工、设备选型、施工及突发事件的处理效果。
根据实例论述了隧道涌水量预测的思路、基本原理与方法，对隧道内涌水量的预测及预防有深切意义。
关键词：隧道反坡排水涌水量超前探测方法半经验半理论公式1、工程简介：1.1工程概况：辅引3#施工支洞是连接辅助洞与锦屏二级水电站的施工排水洞、4#、3#、2#、1#引水隧道的工程施工的一条重要施工支洞，是为确保2012年首台机组按期发电的重要措施之一。
斜井总长为1156.516m，最大坡度为11%。
该施工支洞穿越中部第五出水带，预计单点涌水量可能达300～500L/s；汇总水量在施工支洞开挖期间为1m3/s；该施工支洞投入使用后，在引水隧洞进行开挖期间，达1.5 m3/s。
1.2水文地质情况：锦屏山属裸露型深切河间高山峡谷岩溶区，主要接受大气层降水补给。
锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上；雅砻江流域洪水主要由于暴雨形成，年平均最大流量8000m3/s，且河中泥沙较多。
工程区内碳酸岩盐约占90%，其余为碎屑岩和少量绿泥石片岩；在施工中最大突发水量是涉及施工安全和进度的重要水文地质问题，而对其预测又十分困难，对于施工中突发的涌水问题要采取提前探测，对中小涌水点采用“以堵为主，堵排结合”的方案以减少对环境影响并有利于施工。
1.3洞内主要涌水点：2、反坡抽排水总体方案：反坡抽排水系统应遵循“以防为主、防排结合、多道防线、刚柔相济、因地制宜、综合治理，采用及时探、大水引、小水堵、接力排的措施，即探、引、堵、排相结合。
可控排放，择机封堵的原则进行综合治理的原则。
辅引3#支洞排水均为反坡排水，采用机械排水，设置多级泵站接力排水。
施工工作面采用移动式潜水泵抽水至就近的临时集水坑内，其余已施工段出水经临时排水沟引至集水坑内，由坑内潜水泵将水经管路接力性抽至洞口处经处理排放；考虑清淤和施工的方便性，在洞内右侧每40m设置一集水坑，并设置大功率水泵。
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Ｋ ５ ４ ０段 ８＋６ ）
断 面产状 ： ８ 。／Ｅ／６ 。断距约 ２ 破碎带宽 ２ ５ｉ在 Ｎ ２ＥＳ ＿ ０ ， ０ｍ， ． ｎ 左线 桩号 Ｚ ８ ＋ ５ Ｋ ６ １０～１５ 右线桩 号 Ｋ ６ １０—１５ 段发育 ６（ ８＋４ ５） Ｆ ２逆断层及 Ｆ ３逆断层 ， ３ ３ 两断层在该段互相切割 ， 断面倾向 隧道 出口方 向 ， 倾角 约 ７ 。破 碎带宽 ５—１ 影 响带可 能 ５， ０ｍ， 较宽 。隧道位于地下水位以下 ，地下水位高于洞底 １ ～１０ ０ ４ ｉ． ｎ 该段地下水类型 主要 为碳酸盐岩类岩溶裂 隙水 ， 质类型 水
一
隧道所经地层 岩性 主要为奥 陶系中统 下马家沟组 （ ２） Ｏｘ
灰岩 、 泥灰 岩 ， 之上 为石炭 系中统本 溪组 （ ２）上 统太原组 ｃｂ 、 （ ， 泥岩 、 ｃｔ ） 页岩夹砂岩 、 灰岩 、 煤层 。 洞顶围岩厚 ２ ８ ． Ｏ ０ｍ在
左线桩号 Ｚ ８ ＋ ６ （ Ｋ ４ ３ ５ 右线桩号 Ｋ ４ ４ ０ 附近发育 Ｆ ３ 断 ８＋ ４ ） ４正
第 ４期 （ 总第 １２期 ） ８ ２ １ 年 １ 月 ０１ １
山西水 利科 技
Ｓ ＨＡＮＸＩＨＹＤＲｏＴＥＣＨ ＮＩ ＣＳ
Ｎ ．（ ｏａ Ｎ ．８ ） ｏ Ｔ ｔ ｏ１２ ４ ｌ
ＮＯ ． ０１ Ｖ２ １
１０ — １９ ２ １ ）４—４．３ ０ ６— ３ （０ ０ — — ８ １ ２ ０
６—１ ． ８ｍ 隧道位 于地下水位 以下 ， 地下水位 高于洞底 ３ ０—８ ０ ｉ 该段 地下水类 型主要 为煤系地层 碎屑岩类 裂隙水 ， ｎ ． 水质类 型为 Ｓ ４Ｃ 型水 ， Ｏ－ ａ 建议渗透系数为 Ｏ ９ ／． ． ５ｍ ｄ ０
３左线桩号 Ｚ ８ ＋ ４ Ｚ ８ ＋ ０ （ ） Ｋ ５ ４ ０～ Ｋ ６ ５０ 右线桩号 Ｋ ５ ４ ０ ８＋６
涌水量进行 了计算分析 ， 隧洞设计及施工提供 了地质依据 。 为 关键词 ： 隧道 ； 施工 涌水量 ； 计算分析
中 图分 类 号 ：６ １ Ｐ ４ 文 献 标识 码 ： Ｂ
１ 工 程 概 况
６。 ８。 ５ ０ ，断距 ２ ３ ｎ ５ ５Ｉ，破 碎带宽约 ４Ｉ． Ｔ 在左线 桩号 Ｉ Ｚ ８ ＋４ （ Ｋ ５ ４ ０ 右线桩号 Ｋ ５ ４ ０ 附近发育 Ｆ ９ 断层 ， ８＋６ ） ２正 断面产 状 ：３ Ｎ ０～６ 。 Ｎ ８。 ４ ， ０ Ｗ／ Ｅ １ 一８ 。断距约 ２ ５～１０ｉ， ２ 破碎 带宽 ｎ
根据隧道所经地层岩性及其透水性 、 钻孔岩芯及水文地 质测试结 果 、 节理裂 隙及 断层发 育情 况 、 地下水埋 藏条件等 情况 ， 将恒 山隧道分为 ６ 水文地质段 ， 个 说明如下 ：
１左线桩号 Ｚ ８ ＋ ５ Ｚ ８ ＋ ７ （ ） Ｋ ４ １０～ Ｋ ４ ６０ 右线桩号 Ｋ ４ １０ ８＋５ ～
恒 山隧道施工涌水量计算及分析
刘 军伟
（ 山西省水利水 电勘测设计研究 院 太原 ０ ０ ２ ） ３０ ４
摘 要： 准确预 测隧道施 工涌水量一直是 国内外隧道建设的难点 ， 目前 尚无成 熟的方 法。文
中根据恒 山隧道沿线的地形和地质条件 ， 对其进行 了分段 评价 ， 并采 用不同方法对 隧道施 工
恒 山隧道工程 区位于浑源县城东南 约 ４ｋ 隧道进 Ｖ位 ｍ， １ 于浑源县大磁窑村东南 ， 口位 于浑源县东坊城乡芦子洼村 出 附近 ，隧道位于二者之间的低中 山区 ，隧道设计为分离式 ，
左、 右线洞径 均为 １ 左 右洞线 间距 ３ 隧道 总长 ５１ ０ｍ， ０ｍ， ． ７ ｋ 隧道底板最大埋深 ２０ｍ． ｍ， ９ 隧道总体走 向为 Ｎ ８ ｏ ６ ． Ｗ． ４ ２ 地质条件概述
Ｋ ６ ４ Ｏ 段 ８＋７ ）
隧道所经地层岩性 主要 为奥陶系 中统 下马家沟组（ ２） Ｏｘ 灰岩 、 灰岩 ， 泥 之上 为石炭 系中统本 溪组 （ ２）上统 太原组 ｃｈ 、 （ ）上统 山西组（ ） ｃ 、 ｃｓ泥页岩 、 砂岩 、 砾岩及煤层 。洞顶 围岩 厚 ３—１５Ｉ， 线桩号在 Ｚ ８ ＋ ５ （ ６ 左 ｎ Ｋ ５ ８０ 右线 桩号 Ｋ ９ 破碎带宽 约 ２ｎ． ０ ＥＳ ５ 。 ２ ， ０ｍ， １ 在左线
桩 号 Ｚ ８ ＋ ０ （ 线桩号 Ｋ ５ ９ ０ 附近发 育 Ｆ ４逆断层 ， Ｋ ６００ 右 ８＋ ５ ） ３
层 ， 面产状 Ｎ ５ Ｗ／Ｗ ／ ９ ， 隧道 呈小 角度相 交 ， 断 ５ 。 Ｓ ＿７ 。与 断距 ２ 破碎带宽度 ２ｍ， ５ｍ， 断层延 伸长度超过 ４ ０ ｎ ５ ． Ｉ 在左线桩号 Ｚ ８＋７（ Ｋ ４ ６０ 右线桩号 Ｊ ４ ６ ０ 附近发育 Ｆ ２推测逆断层 ， ￣ ＋８ ） ８ ６ 断 面产状 ： ５—１。 ／Ｅ ８ 。断距约 ７ 破碎带宽约 ３ｍ 隧 Ｎ ５ＥＳ ５ ， ０ｍ， ． 道多位于地下水位 以下 ，一般地 下水 位高于洞底 ２ ５ ． Ｏ ６ｍ 该段地下水类 型主要 为碳酸盐岩类岩溶裂 隙水 ， 水质类 型为
Ｋ ４ ６０ 段 ８＋８ ）
洞顶 围岩较薄 ， 最薄处约 ３ｎ ． ｉ在左线桩号 Ｚ ８＋７ （ Ｋ ５ ６０右线桩
号 Ｋ ５ ６ ０ 发育 Ｆ １ 断层 ， ８＋９ ） ３逆 断面 产状 ： ４ 。 Ｎ ３ 。 Ｎ ０ Ｗ／ Ｅ ６ ， 断距约 ２ —３ ， ５ ５ｎ 破碎带 宽约 １ Ｉ与隧道小 角度相交 。在 Ｉ ５Ｉ， Ｔ 左线桩号 Ｚ ８ ＋ ８ Ｋ ５ ７ ０附近发育 Ｆ ５正断层 ，断面产状 ： ４ 。 ３ Ｎ ０