隧道涌水量自动计算表
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。
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)。
隧道涌水量计算单-地下水动力学法
项目 起讫里程 静止水位至 洞身长 渗透系 含水体 隧道等价圆 影响半径 裘布依理论公式 度 数 厚度 中心的距离 单位 L（m） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 DK65+240 DK65+510 DK65+700 DK65+800 DK66+250 DK66+430 DK66+820 DK66+990 DK67+210 DK67+334 DK67+383 DK68+290 DK68+420 DK68+683 DK68+856 DK68+956 DK69+570 DK69+620 DK70+200 DK70+365 DK70+482 DK70+582 DK70+880 DK71+070 DK71+490 DK65+510 DK65+700 DK65+800 DK66+250 DK66+430 DK66+820 DK66+990 DK67+210 DK67+334 DK67+383 DK68+290 DK68+420 DK68+683 DK68+856 DK68+956 DK69+570 DK69+620 DK70+200 DK70+365 DK70+482 DK70+582 DK70+880 DK71+070 DK71+490 DK71+800 270 190 100 450 180 390 170 220 124 49 907 130 263 173 100 614 50 580 165 117 100 298 190 420 310 H(m) 10 40 55 65 71 100 140 125 180 160 205 185 223 240 185 130 180 120 168 163 186 140 115 180 130 K(m/d) 0.05 0.03 0.05 0.03 0.05 0.03 0.05 0.03 0.05 0.03 R(m) 14.14214 87.63561 182.4144 181.5351 267.5485 346.4102 740.8104 484.1229 1080 701.0849 hc(m) 17 47 62 72 78 107 147 132 187 167 212 192 230 247 192 137 187 127 175 170 193 147 122 187 137
涌水量 计算 案例
集水面积集水面积是指流域分水线所包围的面积。
集水面积大都先从地形图上定出分水线用求积仪或其它方法量算求得，计算单位为平方公里。
如长江集水面积180万平方公里，黄河集水面积约75万平方公里。
花椒坪隧道集水隧道涌水量（Q）（m3/d）面积(km2)地下径流模数法大气降水入渗法F径流模数MQ=M·F入渗系数аXmax(mm)Xcp(mm)Xdcp(mm)Q=2.74а·F·XmaxQ=2.74а·F·XcpQ=1000а·F·Xdcp涌水系数Q=1000а·η·F·Xdcp (m3/d·km2) ηCK305+400~CK307+330 1.7 848.45 1442 0.2 1962.2 1439.4 20.14 1828 1341 6848 0.4 2739计算：复核：引文一：4.3 隧道涌水量预测隧道区以根据地质调查结果分析，目前隧道涌水量暂按降水入渗法和地下径流模数法进行预测计算。
等深孔水文地质试验参数出来后再按地下水动力法核算。
（1）大气降水入渗法采用公式：Q=2.74 ⨯ a ⨯W ⨯A(m3/d)采用公式：Q=2.74 ⨯ a ⨯W ⨯A(m3/d)a: 降水入渗系数。
全隧道地表为可溶岩，裂隙发育、岩溶化程度高。
DK63+165至DK64+600段洞身大部处于石英砂页岩、炭质页岩夹煤系下，考虑到断层构造影响严重，降水入渗系数a取值0.25；DK64+600至DK67+651隧道处岩溶强烈发育的可溶岩中，降水入渗系数a取值0.5。
W：年平均降水量，本测区取1448mmA: 集水面积。
DK63+165～DK64+600段：计算集水面积2.79km2；DK64+600～DK67+651段；计算集水面积7.32 km2；涌水量分别计算如下：Q1=2.74 ⨯0.25⨯1448⨯2.79 =2767(m3/d) ≈2800 (m3/d)Q2=2.74 ⨯0.5⨯1448⨯7.32 =14521(m3/d)≈14500 (m3/d)两项合计Q平常=2800+14500=17300(m3/d)考虑到岩溶区有暗河发育并构造发育，影响入渗系数的因素可能要大，DK64+600～DK67+651段雨季涌水量期倍增系数按3考虑，DK63+165～DK64+600段按系数2考虑；隧道雨季涌水量Q洪=2800×2+14500×3=5600+43500≈49100（m3/d）（2）地下径流模数法Q=86.4×M×AM—地下径流模数（m3/d·Km2）A—为隧道通过含水体的地下集水面积（Km2）测区集水面积A=10.11（Km2）（大致估算），地下水径流模数M枯=10.3(升/秒·平方公里)(依据都匀幅《区域水文地质普查报告》)则:Q枯= M枯×A=86.4×10.3×10.11=9000（m3/d）考虑到岩溶区有暗河发育并构造发育，其雨季涌水量期倍增系数按3考虑隧道雨季涌水量Q洪=9000×3=27000（m3/d）（3）推荐涌水量上述两种方案计算的平常期涌水量有一定出入，考虑到隧道地表岩溶发育程度强烈, 岩溶洼地、落水洞、漏斗极发育，本次推荐采用大值,推荐全隧道平常期涌水量Q17300m3/d 推荐本隧道雨洪期涌水量Q雨=49100m3/d。
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)。
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)。
隧道涌水量预算
隧道涌水量预测准确预测隧道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。
为了使我们的预测尽可能接近实际，进行了大量的水文地质调查与测试，采集了较丰富的数据，拟采用多种方法进行预测。
考虑各段含水带渗透系数的差异，采取分段预测隧道涌水量。
并根据水文地质条件选用三种不同方法（公式）分别计算，以便比较。
8.2.1 竖井比拟法裂隙网络具分段独立性，含水体上、下部均有隔水边界。
设单个竖井居各段裂隙发育系统之中，完全可以达到疏干目的。
又因在不同地段内均有代表性抽水试验孔，按钻孔涌水量曲线方程推求各段隧道底板的涌水量，然后比拟成竖井涌水量，将会较为接近实际。
本次根据ZK28-3、ZK29-1、CZK53-1、CZK53-2抽水试验Q～S曲线曲线方程下推预测涌水量如下表8.2.1：隧道涌水量预测（一）表8.2.18.2.2 地下水动力学法考虑隧道在长期排水的情况下，位于无限厚的潜水含水带中，按有限含水厚度计算涌水量。
采用潜水非完整式水平巷道公式：Q ＝])(2)(4cos )(4ln[kS)(2212121222121R R R R лb R R лb R H R Hkb +-+++式中：H 1=H 2 R 1=R 2Q —预测涌水量（m 3/d ）；H —由隧道路肩起算的含水层厚度（m ）； R —隧道排水影响宽度（m ）； b —隧道宽度（m ）； S —降深（m ）；k —隧道围岩渗透系数（m/d ）。
隧道涌水量预测（二） 表8.2.28.2.3 降水入渗系数法采用的计算公式为：Q＝2.74×α×ω×A其中：Q—计算涌水量（m3/d）；α—入渗系数；ω—年降水量（mm）；A—隧道集水面积（k㎡）。
中条山大部分基岩裸露，地表裂隙发育，有利于大气降水入渗。
但地形陡峭，大气降水易排走不易补给地下水，冲沟地段地势低平有利地下水入渗，根据有关经验数据，中条山混合花岗片麻岩和片岩地区的综合入渗系数取0.20。
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。
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0.44
1
q=
2.51
0.07
0.89
0.38
0.28
0.26
1.18
0.46
2.51
0.13
0.1757 0.3382 0.0728 0.5428 0.3263 1.4558
1.394227969 0.546376227 0.840527594
0.619 2.096 0.342
0.863027113 1.145204572 0.287460437 2.295692122
217.0
13
6.5 1.317 80 6.5 0.125 686 6.5 0.341 48
0.1
225.7
13
6.5 2.229 56
0.1
217.0
13
6.5 0.148 288
0.1
232.3
13
6.5 0.255 61
该段可能涌水 量(m3/d)
75.362 19.290 7.422 23.490 35.503 95.532 105.378 85.980 16.386 124.813 42.482 15.548 647.185
静止水位至洞 底距离H
25 32 48 130 135 160 170 145 95 95 50 10
q=K[(H2-h2)/(Rr)+π(H-
h)/ln(4R/W)]
隧道排水沟深 R（隧道涌水 W隧道断面宽
q(m3/d*k 长度L
度h
影响半径）m 度
r＝W/2 m)
（m）
0.1
225.7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
13
0.1
q=2*α
*K*H/ln(R/r)
渗透系数 K(m/d)
静止水位至洞 α修正系数＝ R（隧道涌水 W隧道断面宽
q(m3/d*k 长度L
底距离H
π/(2+(H/R)) 影响半径）m 度
r＝W/2 m)
（km）
该段可能涌水 量(m3/d)
0.033
81 1.383259912
300
11
5.5 1.849173
大岛 洋志 法计 算隧 道可 能最 大涌 水量 单位 涌水 公式
q=2πK(H-
r0)m/ln[4(H-
r0)/d]
渗透系数 K(m/d)
d（洞身横断
静止水位至洞 r0（洞身横断 面等价直径）
q(m3/d*k 长度L
底距离H
面等价半径）m m
m转化系数0.86 m)
（km）
该段最大 可能涌水 量(m3/d)
217.0
13
0.1
215.8
13
6.5 0.426 177 6.5 0.086 224 6.5 0.028 264
0.1
215.8
13
6.5 0.107 220
0.1
218.1
13
0.1
215.8
13
6.5 0.934 38 6.5 0.145 658
0.1
218.1
13
0.1
215.8
13
0.1
0.033
81
4.7
9.4
0.86 3.771072 0.44
2
落合 敏郎 法预 测隧 道稳 定涌 水量
柯斯 嘉科 夫法 计算 隧道 稳定 涌水 量
渗透系数 K(m/d)
0.02 0.003 0.0006 0.0006 0.005 0.0006 0.005 0.0006 0.003 0.02 0.003 0.033