蔣少平

摘要：在山區(qū)隧道的建設(shè)中，隧道涌水是一種普遍的地質(zhì)災(zāi)害，而長大深埋隧道涌水危害性更大。有效預(yù)測涌水量對保障隧道安全施工具有非常重要的意義。本文以向莆線某深埋隧道為例，通過多種理論方法預(yù)測結(jié)果與現(xiàn)場實際涌水量對比分析，探討深埋隧道涌水量預(yù)測合適方法，得出結(jié)論：長大深埋隧道適宜采用地下水動力學(xué)法預(yù)測涌水量。

關(guān)鍵字： 長大深埋隧道;涌水量;預(yù)測方法

分類號：U456.32

一、工程概況

向莆線某隧道位于福建省福州市永泰縣，處于戴云山脈南段中低山山澗地貌，山脈主要走向為北東～南西，山峰林立，溝谷深切，多懸崖峭壁。隧道總長22.161km，地形坡度一般50°-80°，局部近90°，甚至倒懸;隧道后半部分10公里范圍內(nèi)海拔標高為500～145 m，地形坡度較緩。

隧道區(qū)分布的地層較簡單，主要為侏羅系上統(tǒng)南園組（J3n）、白堊系下統(tǒng)石帽山群（K1sh）的火山巖、火山碎屑巖、次火山巖。

隧道區(qū)地下水主要為巖層裂隙水，接受大氣降水補給，向低處滲漏排泄。

二、 隧道涌水常用預(yù)測方法

根據(jù)《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》（TB10049-2004），越嶺隧道涌水量預(yù)測估算常用的計算方法有以下兩種：

1.1 簡易水均衡法

1.1.1當越嶺隧道通過一個或多個地表水流域時，預(yù)測隧道正常涌水量可采用下列方法：

地下徑流深度法：QS=2.74h*A

地下徑流模數(shù)法：QS=M*A

1.12當隧道通過潛水含水體且埋藏深度較淺時，可采用降雨入滲法預(yù)測隧道正常涌水量：

降雨入滲法：QS=2.74*α*W*A

1.2 地下水動力學(xué)法

1.2.1當隧道通過潛水含水體時，可采用下列公式預(yù)測隧道最大涌水量。

古德曼經(jīng)驗式

佐藤邦明非穩(wěn)定流式

1.2.2 當隧道通過潛水含水體時，可采用下列公式預(yù)測隧道正常涌水量。

裘布依理論式

佐藤邦明經(jīng)驗式

1.2.3 對長大深埋隧道，降雨入滲和地下水的排泄主要以斷裂破碎帶及其影響帶、節(jié)理密集帶為通道，洞身與斷裂構(gòu)造大角度相交的特點，可采用與實際較為接近的地下水動力學(xué)法潛水井非完整式水平坑道與陡傾含水層或富水斷裂帶正交的隧道涌水量計算方法：

三、涌水量計算參數(shù)選取

根據(jù)地質(zhì)情況和水文地質(zhì)試驗成果，對青云山隧道主要涌水段F3、F4、F5、F7和F9斷層的涌水量進行預(yù)測計算，計算參數(shù)如下：

四、 涌水量預(yù)測計算結(jié)果對比

利用多種方法對青云山隧道進行隧道涌水量預(yù)測，預(yù)測結(jié)果顯示不同方法預(yù)測隧道涌水量數(shù)值差別較大。

五、 實際涌水量與預(yù)測結(jié)果對比分析

隧道開挖過程中，通過實時監(jiān)測隧道涌水量大?。核淼朗┕ら_挖過程中總穩(wěn)定涌水流量為31600m3/d。將實際涌水量與計算結(jié)果進行對比發(fā)現(xiàn)：運用地下水動力學(xué)法潛水非完整式水平坑道與陡傾斜含水層正交時的計算方法預(yù)測涌水量與隧道實際涌水量數(shù)值較為接近，比值為0.955。

分析原因：該隧道埋深大，隧道處于地下水位以下，隧道涌水主要來源地下水補給，間接接受大氣降水補給;隧道涌水處主要為斷層發(fā)育段，各斷層段含水相對獨立，彼此無水力聯(lián)系，形成多個水文地質(zhì)單元。隧道涌水主要來源于斷層帶內(nèi)裂隙水?，F(xiàn)場觀測大氣降雨與隧道涌水量在時間上沒有關(guān)聯(lián)性。

六、結(jié)論

通過多種理論方法對某隧道涌水量預(yù)測，并與實際涌水量對比分析，得出結(jié)論：

（1）利用潛水非完整式水平坑道與陡傾斜含水層正交時的計算方法對斷層發(fā)育、埋深較大的某隧道涌水量進行預(yù)測，預(yù)測涌水量與實際涌水更為接近，比值為0.955。

（2）長大深埋隧道一般處于地下水以下，涌水量預(yù)測適宜采用地下水動力學(xué)法。

參考文獻

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