富水隧道幕墙堵水技术研究

富水隧道的涌水问题是目前隧道施工中要解决的首要问题,尤其是涌水量特别大、水流速度大的隧道。目前针对该问题多采用注浆加固圈的方法,以排为主,后注浆加固。这种方法对于涌水量不大、渗透率低的围岩可行,而对于水压力大、地下水丰富的隧道,其效果差、成本高。针对该问题,文章提出一种幕墙堵水技术。首先分析渗透力与浆液的黏滞系数之间的关系,通过计算得出多孔介质中注浆浆液在渗透力作用下的地下水临界流速,确定幕墙距离隧道的最佳间距为2m,并提出了24种不同尺寸的注浆方案。采用数值模拟方法,分别计算了24种注浆方案的堵水或限排效果。最后在所建的24个模型中得出注浆深度为30.6m,注浆长度为20m的方案为最佳堵水方案,并应用到工程中。结果显示该方案堵水效果明显,洞内积水降低80%,能保证隧道下一步施工。研究表明:通过临界流速分析方法能够经济、快速地确定堵水或限排方案,满足现场施工及注浆堵水限排的要求,研究成果可为类似工程设计提供理论依据。     

特长隧道岩溶涌水量预测方法分析

由于岩溶区隧道穿越空间的复杂性、多变性和特殊性,加之地区差异性和水文循环系统的不确定性,各类预测方法均存在其自身的缺点,致使涌水量预测与实际存在一定差异。从水文机理和岩溶水的运动特征出发,结合岩溶区快速补给与慢速补给的差异与特征,采用水均衡法、地下水径流模数法和隧道涌水专家评判系统3种方法,对金奎地特长隧道岩溶涌水进行预测分析。结果显示,水均衡法计算结果值最大,径流模数法计算结果值最小,专家评判系统计算结果值在二者之间。经验证,专家评判系统更为精确,该方法强调次降雨对隧道岩溶涌水的作用,提高了隧道岩溶涌水量预测的精度。      

评分法在铁路隧道勘察预测隧道最大涌水量的应用

摘要：在隧道建设施工中,涌水灾害是隧道建设中倍受关注的问题之一。涌水量预测关系到隧道方案的工程设计、施工条件、工程造价、养护条件和运营安全。因此,在勘察阶段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,评价其建设施工对地下水环境影响,成为众多工程地质水文地质工作者日益关注的课题之一。     

水底隧道涌水量预测方法的应用分析

讨论了水底隧道涌水的预测计算问题,利用经验法和有限元法对某拟建海底隧道工程方案的涌水量进行了预测计算和对比分析,探讨了竖向和水平走向裂隙发育情况对隧道涌水的影响。结果表明:①与有限元相比,用经验公式计算得到的水底隧道涌水量偏小;②当水底岩层张性裂隙(尤其是竖向裂隙)较发育时,隧道涌水量增长较大;③当隧道临近或穿越断层破碎带时,隧道周边的渗流场具有显著的三维特征;④如果水底隧道上覆地层中没有显著的隔水层,则由于水源无限充足,隧道的涌水量将主要受到水位相对高度和隧道围岩渗透系数的影响,与隧道上覆地层的厚度关系不大。     

火山岩体围岩隧道断层带涌水量计算方法综合研究:以青云山隧道为例

以某火山岩体围岩隧道为研究对象,分析了隧道区蓄水构造类型与隧道涌水特征,运用多种解析方法和数值模拟方法对隧道区典型断层带涌水量进行了计算,并与实测数据进行了对比,总结出各种方法的适用性。研究结果表明:火山岩体围岩隧道涌水表现为断层带控水的分段涌水特征;传统的地下水动力学法较降雨入渗法和氚同位素法更适合于用于此类隧道的隧道涌水量计算,而数值模拟法在计算隧道涌水量上有一定的优越性。此外,隧道断层带水文地质调查的程度与参数刻画的准确度对计算结果精度影响很大。     

西南岩溶区深埋隧洞涌水条件分析及涌水量预测——以滇中引水工程大坡子隧洞为例

隧洞涌水预测是隧洞安全施工的重要保证,而分析涌水条件、识别涌水来源是涌水量预测的前提。本文以滇中引水工程大坡子隧洞为研究对象,通过分析研究区地层岩性、地质构造,结合地下水水化学特征、同位素结果,厘清了研究区地下水的水文地质条件,确定了隧洞涌水补给来源;在此基础上,利用解析法和数值法对隧洞最大单位涌水量和正常单位涌水量进行计算,并将预测涌水量与实测涌水量进行了对比。其中,基于FEFLOW构建的地下水流数值模型,耦合模拟区域宏观流场的同时,采用多时间序列与各类内边界综合赋值的方法刻画动态施工过程。结果表明：解析法可以在工程初勘设计阶段高效计算隧洞涌水量,但不能动态预测隧洞涌水变化且在地下水位较高区段预测精确度不如数值法;数值法能够精细刻画含水系统结构、参数分布以及隧洞施工工况,能较精确预报施工涌水量变化;故采用解析-数值方法可以显著提高涌水量预测效率和精度。本文采用的方法和模型对于大风险隧洞突涌水灾害防控具有重要意义。     

基于时间序列模型的隧道涌水量反演与预测

鉴于使用确定性模型预测隧道涌水量时存在难以准确获取水文地质参数等诸多不便,本文将地下水系统视为"黑箱"模型,通过提取隧道涌水量历史观测数据本身蕴涵的趋势、周期和随机变化规律,建立了隧道涌水的时间序列预测模型。经用于铜锣山隧道实例,反演系列的平均绝对误差为14.67%,预测序列的平均绝对误差为14.34%,表明模型的整体预测精度较高。     

广东省某市水泥用石灰岩矿山涌水量预测研究

广东某水泥用石灰岩矿山为水文地质条件复杂的岩溶充水型矿床。在矿山开采条件下,易形成高陡坡天然边坡,会导致强烈地下水运动并形成区域地下水位降落漏斗,预测矿坑涌水量对防治地质灾害极为重要。本文对该矿山水文地质条件、充水因素及矿坑涌水量进行预测分析,认为矿坑涌水量预测主要是预测未来矿坑枯季涌水量、平均涌水量和最大涌水量,而本矿床未来矿床为凹陷露天开采矿床,影响矿坑涌水的主要因素为矿坑涌水及大气降水,次要为地表水,绝大部分地表水对矿床影响不大,预测时可以不予考虑,预测矿坑涌水量只计算矿坑岩层涌水量及大气降水充水量。预测结果是开采部门制订疏干措施,确定排水设备及生产能力的主要依据。     

叙毕铁路斑竹林隧道水文地质条件分析及涌水量预测

斑竹林隧道水文地质条件复杂,地下水以岩溶水及裂隙水为主,富水性中等-强。通过综合勘察及分析,获取了相关水文地质参数,分别采用简易水均衡法、地下水动力学法、经验公式法等对隧道涌水量进行预测。经综合分析,推荐隧道正常涌水量为13 175 m~3.d~(-1),最大涌水量为38 241 m~3.d~(-1);隧道涌水主要集中在可溶岩含水层及洞身浅埋段块石土孔隙水含水层,约占全隧道正常涌水量的77%;隧道在施工中有遇岩溶暗河、涌水、突泥的可能,应加强止水、抽排水措施,防止并减轻造成地表水漏失、地面塌陷等生态环境问题。     

叙毕铁路斑竹林隧道水文地质条件分析及涌水量预测

斑竹林隧道水文地质条件复杂,地下水以岩溶水及裂隙水为主,富水性中等-强。通过综合勘察及分析,获取了相关水文地质参数,分别采用简易水均衡法、地下水动力学法、经验公式法等对隧道涌水量进行预测。经综合分析,推荐隧道正常涌水量为13 175 m~3.d~(-1),最大涌水量为38 241 m~3.d~(-1);隧道涌水主要集中在可溶岩含水层及洞身浅埋段块石土孔隙水含水层,约占全隧道正常涌水量的77%;隧道在施工中有遇岩溶暗河、涌水、突泥的可能,应加强止水、抽排水措施,防止并减轻造成地表水漏失、地面塌陷等生态环境问题。     

西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统变化特征分析

岩溶山区越岭长大隧道的施工不可避免地会使当地的岩溶水系统发生改变,如地下水水位的下降、地表泉点的漏失等。基于隧道工程对岩溶地下水系统边界条件、排泄状况等天然特征的影响,依据西南地区岩溶地下水系统主要特征及隧道工程特点,考虑隧道工程条件下影响岩溶地下水系统特征的主要因素,对岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征、岩溶水径流方式与隧道工程特点相组合的模式下的岩溶地下水系统的变化进行特征分析,并将岩溶地下水系统的变化归纳为3种类型。据此,选择研究区金汁河地下水系统作为典型研究对象,假设3种隧道穿越方案,将不同隧道穿越方案下的岩溶地下水系统与天然岩溶地下水系统进行对比分析,归纳概述其变化特征,最后对各隧道方案下的涌水量及其涌水危险性进行初步预测及评价。     

SWMM模型模拟岩溶隧道涌水量的动态变化过程分析--以中坝隧道为例

在复杂岩溶地区,地下水的赋存和运移的复杂多样性使得岩溶隧道涌水量难以预测。城市暴雨排洪和岩溶隧洞管道式集中性涌水具有相似性,试用SWMM模型模拟以管道为主的岩溶隧洞涌水过程,分析SWMM模型对岩溶隧道涌水量动态变化模拟的适用性。以中坝隧道为例,运行SWMM模型计算出隧洞涌水量曲线,研究表明：在小降雨量时段,SWMM模型可以较好的模拟岩溶隧道涌水量水动态变化情况;在强降雨时段,模拟结果和实测数据有较大的偏差。     

基于SVM的隧道涌水来源识别

隧道涌水来源识别是隧道涌水预测的前提和隧道水害防治的基础,为向隧道施工和管理等有关部门提供科学参考依据,基于隧道涌水及其可能来源的水化学信息,利用支持向量机（SVM）技术建立了隧道涌水来源识别模型,并以垫邻高速铜锣山隧道进行了实例分析。结果表明,该隧道涌水主要来自区域嘉陵江组和雷口坡组岩溶含水岩系中的地下水,虽有须家河组碎屑岩含水岩系的地下水混入,但在量上不占优,上述结论与隧道地区地表水、井泉水及煤矿水的动态监测结果反映的信息相符,侧面反映出SVM在隧道涌水来源识别应用中具有推广价值。     

岩溶地区地下水位变动带隧道涌水问题的思考

通过鸡冠山隧道涌水实例及广泛收集岩溶地区隧道涌水案例,总结出岩溶地区隧道季节变动带涌水具有反应时间快、水量大、泥沙重的特点,并综合分析地下水季节变动带隧道的水文地质特征,将其划分为一般山岭隧道及向斜构造地下水位变动带两种类型,且对两种类型涌水机理进行了阐述。岩溶地区隧道前期勘察应重点划分隧道岩溶地下水系统及地下水动力分带,查明岩溶发育特征与规律;施工期和运行期应结合岩溶揭露情况和涌水情况开展针对性的补充勘察,做好降雨、涌水过程和涌水压力监测,判断和预测最大外水压力和涌水量。针对涌水问题,提出封堵和排泄两种处理思路:施工开挖揭露的岩溶现象不可盲目封堵,需尽可能维持原通道的通畅,针对可能涌水的隧道衬砌设计不可仅考虑围岩结构,应充分考虑外水压力,做好围岩固结灌浆;常规隧道“环形排水系统+中心沟”排水系统可靠性差,针对大流量涌水,多采用泄水洞排水。      

某铁路隧道涌水量预测与分析

为进行某铁路隧道的设计与施工,获取相关的水文地质参数,进行了3个钻孔的抽水试验,以获取相关的水文地质参数。运用地下水径流模数法、大气降雨入渗法和地下水动力学法对隧道涌水量进行了计算,计算结果显示：地下径流模数法的计算值偏小,降水入渗法的计算值适中,地下水动力学法的精度较高,但计算的涌水量值较大;三种方法比较,决定结果采用大值,即涌水量正常值取6150m^3/d,最大涌水量值取9770m^3/d。提出了采用双向自流排水,适当布设施工监控设备的工程建议。     

隧道工程勘察阶段涌水预测的问题探讨

隧道涌水量预测对隧道的设计和施工至关重要,相关勘察规范要求在一定阶段预测隧道涌水量。目前有多种方法用于预测隧道涌水量,但每种方法都有其适用范围。通过对这些方法进行分析,结合对实际隧道工程涌水量的预测,对于裂隙岩体中的隧道,要准确预测隧道涌水量,需要解决两个问题:地下水位和渗透系数。以钻孔水位为基础,利用物探技术,建立等效的虚拟基岩裂隙水连续水位线。渗透系数一般由钻孔水文地质试验测得,在涌水预测时,应根据优势结构面产状进行修正。     

某隧道涌水量预测及地下水负效应环境评价

隧道的涌水量计算和对环境的影响一直是人们研究的重点。运用地下水径流模数法预测隧道涌水量,运用综合指标体系评价方法评价隧道对地下水环境的影响效应,为隧道对环境的影响提供依据。     

隧洞断层破碎带岩体涌水量分析——安哥拉某水电站为例

隧道涌水量预测对隧道的设计和施工至关重要.笔者以安哥拉某水电站进厂交通洞涌水为例,基于涌水发生后实测的涌水量、水温、水化学、附近地下水位变化等特征,分析涌水成因.根据涌水洞段岩体透水性的不同,将隧洞断层区岩体划分为3个透水性段.根据建立的模型,采用流体力学伯努利方程对最大涌水量进行估算;利用稳定流裘布依理论公式对正常涌...     

岩溶隧道涌水量综合预测——以朱家岩岩溶隧道为例

长期以来岩溶隧道涌水问题是国内外隧道施工中的重大难题,往往对工程造成极大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合多年的经验,提出"岩溶隧道涌水量综合预测四步建模法"。运用地球系统科学的理论与方法,辅之系统论原理和类比方法,从多种地质调查与监测手段入手,在分析确定岩溶地下水系统结构特征(特别是地下岩溶含水介质类型)与其内水流运动关系的基础上,采用流量衰减分析法、物理模拟和BP神经网络模型三者相结合的方法,对岩溶隧道涌水量进行综合预测研究。     

雁门关铁路隧道涌水量预测与防护措施研究

雁门关铁路隧道施工范围内地表水及地下水发育,为保证施工安全,应对施工范围内地表水及地下水进行评价,并对施工期的涌水量进行预测。根据水文地质和工程地质调查,结合物探及钻探资料综合分析表明：隧道区域构造发育,断层破碎带导水性好;地下水分布以断层带水和基岩裂隙水为主,一般断层带强富水,而基岩裂隙带为弱富水～中等富水。隧道集中涌水段主要发生在断裂构造发育地带。