自一里电站地下硐室涌突水危险性分析

地下工程涌突水是影响工程施工及运行的一个重要问题,目前对水电站地下工程涌突水危险性评价的研究较少。本文以自一里水电站为例,参考已有且较为完善的岩溶隧道涌突水及非可溶岩长深隧道涌突水的危险性评价方法,从地下水通道和地下水来源(补给)两个涌突水控制因素入手,综合分析各项要素,对自一里电站地下硐室的涌突水危险性进行初步分区。结果表明:自一里电站厂址区整体涌突水危险性较低,但在局部地段有发生涌水的可能。厂址区硐室按照涌突水危险性高低可分为较高危险区、中等危险区和低危险区。     

自一里电站地下硐室涌突水危险性分析

地下工程涌突水是影响工程施工及运行的一个重要问题,目前对水电站地下工程涌突水危险性评价的研究较少。本文以自一里水电站为例,参考已有且较为完善的岩溶隧道涌突水及非可溶岩长深隧道涌突水的危险性评价方法,从地下水通道和地下水来源(补给)两个涌突水控制因素入手,综合分析各项要素,对自一里电站地下硐室的涌突水危险性进行初步分区。结果表明:自一里电站厂址区整体涌突水危险性较低,但在局部地段有发生涌水的可能。厂址区硐室按照涌突水危险性高低可分为较高危险区、中等危险区和低危险区。     

顶板突(涌)水危险性“双图”评价技术与应用——以鄂尔多斯盆地西缘新上海一号煤矿为例

为解决煤层顶板突水预测预报评价难题,在提出了富水性指数和突水危险性指数的基础上,以鄂尔多斯盆地西缘新上海一号煤矿为研究对象,应用富水性指数和突水危险性指数的双图,对三个采煤工作面顶板突水危险性进行评价,结果表明,采煤活动位于富水区又位于突水危险区是顶板突（涌）水的充要条件。      

某艰险山区铁路隧道岩溶发育特征及涌突水危险性评价

某艰险山区铁路隧道是重要的控制工程，区域构造运动活跃、工程地质环境极为复杂，需穿越上三叠统波里拉组灰岩条带，岩溶突涌水问题突出。为了准确评价隧道涌突水的危险性，通过地质调绘、深孔钻探等手段，对隧道水文地质特征进行精细的调查和深入的分析，探明隧道岩溶发育特征及范围，将隧址区地下水径流系统分为局部表层、浅层和区域深层径流系统，并遵循多元、多层次的分析评价思路，选取不同评价指标，构建非可溶岩段和可溶岩段隧道涌突水危险性评价体系。评价结果显示，隧道涌突水问题总体以较低危险性为主，高和极高危险段仅约占隧道总长的4%和1%，主要受控于波里拉组灰岩条带和额艾顿断裂带。     

贵州某隧道岩溶水文地质条件及涌水量研究

拟建隧道位于贵州岩溶地区,地质条件复杂,且隧道将横穿过一条地下河下方,隧道遭遇岩溶涌突水的危险性较大。通过分析该隧道岩溶水文地质环境,论述了隧址区岩溶发育分布规律、岩溶水补径排条件,并采用地下水径流模数法和大气降水入渗法2种方法对比计算对隧道涌水量做出初步预测评价,为施工提供依据。     

观斗山隧道水文地质条件分析及涌水量预测

在对隧道两侧进行水文地质调查的基础上,结合调查区地质环境背景,查明该区水文地质条件。分析不同地层岩性的含水性和富水性,评价地下水的补给、径流和赋存特征,预测隧道开挖时可能发生涌突水的位置。采用狭长水平廊道法、大气降水入渗系数法、比拟法和大气降水入渗法对隧道涌水量进行预算,为隧道施工开挖预防涌突水灾害提供依据。     

岩溶隧道涌突水灾害危险性评价指标体系及量化取值方法

深入分析了岩溶隧道施工过程中涌突水灾害的超前预测预报及风险评价体系的研究现状,提出了国内外关于岩溶隧道涌突水灾害的超前预测预报尚处于探索性研究阶段、如何提高预测预报的精度成为长大深埋隧道施工中涌突水灾害防治最为迫切、最为关键的问题。采用理论分析与实例统计相结合的方法,查明了岩溶隧道涌突水灾害的孕灾环境与主要致灾因子,选取“岩石可溶性、地质构造条件、地表汇水强度、地下水循环交替强度、隧道与地下水位的相对位置关系”5个评价因子,建立了岩溶隧道涌突水灾害危险性预测评价指标体系,并采用定性与定量化相结合的方法,重点对评价指标的量化取值方法进行了研究。     

大型地下工程岩溶涌（突）水模式的水文地质分析及其工程应用

大型地下工程中涌（突）水成灾的大部分属于岩溶涌（突）水。岩溶含水介质类型、岩溶蓄水构造与地下工程岩溶涌（突）水形式密切相关。本文首先将岩溶含水介质划分为快速紊流和渗流两大系统，分析了典型的岩溶蓄水构造及其对地下工程施工运营的影响，然后给出了大型地下工程中岩溶涌（突）水的典型模式，最后对岩溶区大型地下工程防水工作的程式进行了探讨。     

隧道岩溶突水、突泥危险性评价初探

通过对渝怀线圆梁山隧道等近20座隧道岩溶突水、突泥机制的深入研究,在充分考虑方法可操作性、适用性,定性与定量评价相结合的基础上,提出了“隧道突水、突泥危险性分级体系”。建立起了以可溶岩的物质结构、地质构造条件、场效应条件、其它条件因素为一级评价指标,以断裂破碎带宽度、承压水压力条件、地形地貌特征、隧道埋深等13个影响因素为二级指标的评价体系。用层次分析法确定了各因素的权重,采用定性、定量相结合的方法确立了各指标的隶属度,并根据隧道突水、突泥危险性级别制定了相应的防治措施。最后以圆梁山隧道毛坝向斜段为例,对隧道突水、突泥危险性进行了分级评价。结果表明,毛坝向斜段隧道突水、突泥极危险区长度为992 m,约占该段总长的54.07%。      

西藏某电站厂房区泥石流成因及其对工程影响评价

泥石流是水电站建设中常见的地质灾害之一,研究泥石流的活动特征及评价其危险性对电站的施工及运行都具有重要的作用。根据对某水电站厂址区勘查所获取的第一手资料,对厂址区后山5条泥石流沟的成因进行分析,并在此基础上分别对5条泥石流沟的危险性及其可能在不同阶段对工程的影响进行了评价,研究结果可为厂房的设计、施工及运行提供可靠的依据。     

石太客运专线特长隧道地区水文地质研究 及隧道开挖环境影响效应*

文章在充分分析已有地质和水文地质资料的基础之上,综合大面积水文地质调绘和多种勘探成果,对石太客运专线太行山隧道和南梁隧道所在区域的水文地质条件进行了系统分析。将隧道区域划分为娘子关泉域系统、威州泉域系统和散泉系统三大地下水含水系统,同时将太行山隧道区划分为5个水文地质单元,将南梁隧道区划分为两个水文地质单元。另外,论述了隧道开挖对地下水和地表水环境的影响,主要表现在对断层或岩脉与隧道相交地段的水位、水量产生影响,这为进一步解决特长隧道施工过程中的突水、涌水等问题提供了可靠的基础性资料,加深了对河北、山西两省交界处水文地质条件薄弱地带的了解。     

沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题。为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1:1万的岩溶水文地质专题调查,查清研究区岩溶发育和水文地质特征,划分出岩溶地下水系统,从而比较了3条隧道线所处的岩溶水动力水平分带和垂直分带,分析隧道与地下河、岩溶泉的空间关系,并结合物探资料分析了向斜蓄水构造的影响。结果表明:东线隧道穿过地表分水岭地带,处于岩溶水动力系统的补给区和垂向分布带的季节变动带、浅饱水带,基本不与地下河管道立交,远离了流量较大的岩溶泉,降雨补给面积最小,因此,总体涌水风险最小,为最佳隧道线路。西线纵穿赤溪河上游地下水系统的中部,穿过径流和排泄区,处于岩溶水动力垂向分带的浅饱水带,并与多条岩溶管道立交,且临近西侧高家溪水库,涌水风险最大。东线隧道临近黄鱼溪水库的北段、穿过郭家界向斜储水构造核部的南段是涌水高风险区,需扩大岩溶水文地质补充调查,并在施工中加强超前地质预报研究,最大程度避免岩溶地质灾害。      

黄土梁隧道对自然保护区地下水环境的影响及防治措施

隧道工程的建设对自然保护区的地下水环境影响问题是值得关注的重大问题,本文通过对黄土梁隧道隧址区的地下水环境现状及水文地质条件的调查,初步判定隧道建设对地下水环境的影响主要为涌突水、渗漏水及地下水水质恶化对自然保护区的影响,提出了相应的防治措施。     

云南万寿山地区岩溶水系统特征及隧道选线研究

岩溶地区隧道建设中常发生突水、突泥等地质灾害,危及工程和施工人员安全,故隧道线路的优化工作尤为重要。本文以三清高速万寿山隧道为例,通过大比例尺水文地质调查,查明了区域岩溶水系统的空间展布和岩溶地下水的循环特征,研究了不同隧道方案与岩溶水系统的空间位置关系,并预测不同线位方案岩溶水害的发育特征。在此基础上,选取隧道穿越断层数量、隧道穿越岩溶含水层长度、最大突水压力以及最大突涌水量作为隧道方案比选的定量评价指标,基于层次分析法,建立岩溶地区隧道线路综合评价模型。对不同线位方案进行地质比选,结果表明:C方案的岩溶水文地质条件相对较好,岩溶突水突泥风险最低。      

典型岩溶槽谷区土壤水和地下水氢氧稳定同位素对隧道建设的响应

隧道建设引起地下水流场改变,对区域水分运移过程造成严重影响.以重庆市中梁山岩溶槽谷为例,于2017年4月～2019年4月收集降水、土壤水、地下水和隧道排水,利用氢氧稳定同位素分析隧道影响区和非隧道影响区的土壤水和地下水运移过程,探索隧道建设对其产生的影响.结果表明:隧道影响区土壤水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区...     

岩溶隧道涌水及其专家评判系统

在我国岩溶区许多的铁路、公路隧道及水工隧道的修建中,遇到大量的岩溶涌水、突泥问题,给工程施工和运营带来很大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合作者多年实践经验,提出隧道岩溶涌水专家评判系统。该系统认为岩溶隧道涌水是隧道与岩溶水系统在四维时空交汇的结果,因此,必须根据隧洞揭露的强岩溶层、岩溶水系统分布、水动力分带、岩溶结构面分析确定涌水的可能性及性质。在此基础上,根据岩溶水动态计算动态涌水量。      

Applying GIS to assess the vulnerability of the Päijänne water-conveyance tunnel in Finland

Using GIS, relevant hydrogeological, geological and technical data on the Päijänne Tunnel in Finland were assembled with regional environmental datasets for spatial analysis of vulnerability and environmental risk. This 120-km rock tunnel conveys potable water to the Helsinki metropolitan area. It is connected to local groundwater circulation through fractures and, consequently, it is at risk from contaminant transport. The observed heterogeneity in the occurrence of superficial deposits, in fracturing in the rock mass and in hydraulic activity are used to recommend alternatives for (1) focusing the assessment and eventual protective measures; and (2) for delineating the recommended zone of caution for protection of tunnel water. Central criteria in identifying vulnerable locations are the spatial distribution of interlinked highly localized groundwater inflows measured inside the tunnel and the iteratively interpreted fracture zones. Among the relevant considerations for assessing risk are the large volume of flow in the tunnel, the irregular distribution of potentially hazardous human activities, and the interplay of natural and human-influenced factors. The study demonstrates a visual and expressive approach using GIS to support sound land-use planning and water resource protection, based on the geology and taking into account of the dynamics of the underground construction.     

The impact of tunneling construction on the hydrogeological environment of “Tseng-Wen Reservoir Transbasin Diversion Project” in Taiwan

Groundwater flow and the associated surface water flow are potential negative factors on underground tunnels. Early detection of environmental impacts on water resources is of significant importance to planning, design and construction of tunnel projects, as early detection can minimize accidents and project delays during construction. The groundwater modeling software package Groundwater Modeling System (GMS), which supports the groundwater numerical codes MODFLOW and FEMWATER, was utilized to determine the impact of tunneling excavation on the hydrogeological environment in a regional area around the tunnel and a local hot springs area, at the “Tseng-Wen Reservoir Transbasin Diversion Project”, in Taiwan. A hydrogeological conceptual model was first developed to simplify structures related to the site topography, geology and geological structure. The MODFLOW code was then applied to simulate groundwater flow pattern for the hydrogeological conceptual model in the tunnel area. The automated parameter estimation method was applied to calibrate groundwater level fluctuation and hydrogeological parameters in the region. Calibration of the model demonstrated that errors between simulated and monitored results are smaller than allowable errors. The study also observed that tunneling excavation caused groundwater to flow toward the tunnel. No obvious changes in the groundwater flow field due to tunnel construction were observed far away in the surrounding regions. Furthermore, the FEMWATER code for solving 3-D groundwater flow problems, in which hydrogeological characteristics are integrated into a geographic information system (GIS), is applied to evaluate the impact of tunnel construction on an adjacent hot spring. Simulation results indicated that the groundwater drawdown rate is less than the groundwater recharge rate, and the change to the groundwater table after tunnel construction was insignificant for the hot spring area. Finally, the groundwater flow obtained via the GMS indicated that the hydrogeological conceptual model can estimate the possible quantity of tunnel inflow and the impact of tunnel construction on the regional and local groundwater resources regime of the transbasin diversion project.     

多级水流系统耦合下深部岩溶分异研究——以川东隔挡式构造区中梁山背斜南段为例

新构造运动背景下,干、支流对地壳抬升反应速率的差异,导致具有不同排泄作用的河谷广泛组合,形成多级地下水流动系统,地下水作为岩溶含水系统发育的主要控制因素,多级水流系统的空间耦合影响岩溶发育分布规律。文章首先根据中梁山背斜南段岩溶槽谷横向沟谷的发育特征,将岩溶槽谷划分为渗流区、分流区、外流区;结合横向沟谷控排作用与地形指数,分析多级水流系统耦合的空间分异特征。其次通过隧道建设背景下地表水漏失、隧道涌水情况及隧道施工揭露岩溶现象验证在多级水流系统耦合效应下深部岩溶发育特征。结果表明:渗流区以区域水流系统为主,隧道涌水量巨大,水流通道连通性良好,地表水基本干涸,深部岩溶发育强烈;分流区除了近河谷地带以局部水流系统为主、深部岩溶发育较弱以外,宽缓分水岭地带的地下水流动仍然以区域性流动为主,深部岩溶较发育,隧道涌水量较大,地表水与深部岩溶地下水水力联系较好,隧道建设对地表水影响严重;外流区以局部浅循环为主,深部岩溶发育程度弱,深部岩溶水与地表水水力联系较弱,地表水漏失程度一般。本研究不但拓宽了托特多级水流系统的应用领域,为岩溶发育理论研究提供了新的角度,同时为深埋岩溶隧道建设的危险性评价及引发的环境负效应研究提供理论指导。