亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        天山勝利隧道地下水系統(tǒng)劃分及涌水量計(jì)算方法研究

        2022-07-12 08:39:52李善祿吳永斌
        交通世界 2022年13期
        關(guān)鍵詞:涌水量滲透系數(shù)水文地質(zhì)

        李善祿,吳永斌

        (青海巖土工程勘察院有限公司,青海 西寧 810000)

        1 隧道工程概況

        隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高速公路隧道的建設(shè)數(shù)量及長度也在增長,近幾年超特長高速公路隧道的建設(shè)數(shù)量也逐漸增加。建設(shè)長距離的公路隧道不僅要改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及勘察方法,而且實(shí)施過程中困難重重?!疤焐絼倮淼馈笔荊0711 烏魯木齊至尉犁段高速公路建設(shè)項(xiàng)目的重要控制性工程,建成后將打通天山南北的交通運(yùn)輸屏障,成為連接北疆、南疆之間的安全、舒適、快捷、高效公路運(yùn)輸通道。隧道設(shè)計(jì)為分離式,凈空11.0m(寬)×5.0m(高),長度約為22.1km。

        2 隧道工程地質(zhì)條件

        根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探成果及相關(guān)區(qū)域地質(zhì)資料,隧道通過段地層主要有第四系(Q4)堆積層;泥盆系上統(tǒng)天格爾組灰綠色凝灰質(zhì)砂巖(D3tb)、中元古代(Pt2)薊縣系卡瓦布拉克群第二組(Jxk2)灰褐色變質(zhì)砂巖、砂質(zhì)板巖;中元古代(Pt2)長城系星星峽群(CHx)灰綠色石英片巖、片麻巖及華力西期侵入淺肉紅色花崗斑巖(γC2dH)、加里東期侵入灰白色花崗閃長巖(γδS1Q,γδS2Q)、晉寧期青白口紀(jì)侵入灰色片麻狀閃長巖(tnQbH)。

        3 隧道區(qū)域地下水系統(tǒng)劃分

        近年來,工程人員對(duì)于隧道水文地質(zhì)條件的調(diào)查和研究越來越重視。隧道水文地質(zhì)調(diào)研,首先要大致確定隧道通過段的水文地質(zhì)單元,進(jìn)而查明含水層巖性、地下水類型、補(bǔ)徑排條件等水文地質(zhì)條件。

        本隧道通過區(qū)域地表水系主要為烏魯木齊河水系、烏拉斯臺(tái)河水系及阿拉溝水系,以天格爾山為分水嶺,以北為烏魯木齊河水系,以南為黃水溝河支流烏拉斯臺(tái)河水系及阿拉溝水系。

        由于隧道通過段水文地質(zhì)條件復(fù)雜,地下水系統(tǒng)主要受地貌、構(gòu)造以及一級(jí)地表水系的控制,以一級(jí)流域作為劃分的基本單元,本次研究將區(qū)域劃分為三個(gè)地下水系統(tǒng):大西溝地下水系統(tǒng)(Ⅰ),阿拉溝地下水系統(tǒng)(Ⅱ),烏拉斯臺(tái)地下水系統(tǒng)(Ⅲ)。

        3.1 大西溝地下水系統(tǒng)(Ⅰ)

        位于隧道進(jìn)口至天格爾山主梁分水嶺以北地帶,地下水類型主要為松散巖類孔隙水、基巖風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。主要接受大氣降水、高山雪融水入滲補(bǔ)給。區(qū)域內(nèi)地形切割強(qiáng)烈、地形坡度大,多形成陡崖,基巖大面積裸露。大氣降水及冰雪融水順坡面向地勢(shì)低洼處運(yùn)移,集于溪溝,地下水多沿風(fēng)化節(jié)理裂隙、構(gòu)造線方向往東西兩側(cè)的溪溝徑流、排泄,最終匯入烏魯木齊河,排泄基準(zhǔn)面為烏魯木齊河。由于區(qū)內(nèi)斷層、褶皺發(fā)育、花崗閃長巖體侵入,巖體破碎程度不均,導(dǎo)致隧道穿越各段賦水程度存在差異,致使地下水的分布和富水程度規(guī)律性相對(duì)較差,故該區(qū)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜。

        3.2 阿拉溝地下水系統(tǒng)(Ⅱ)

        位于天格爾山主梁分水嶺以南、奎先達(dá)坂主梁以東地帶,地下水類型主要為松散巖類孔隙水、基巖風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。主要接受大氣降水和高山雪融水入滲補(bǔ)給。區(qū)域內(nèi)地形坡度大,大氣降水及高山雪融水順坡面向地勢(shì)低洼處運(yùn)移,集于溪溝,地下水多沿風(fēng)化節(jié)理裂隙、巖體侵入接觸面往南北兩側(cè)的溪溝進(jìn)行徑流、排泄,最終匯入阿拉希公京溝。由于該區(qū)巖體破碎程度不具均一性,導(dǎo)致隧道穿越各段巖體賦水程度存在差異,致使地下水的分布和富水程度規(guī)律性相對(duì)較差,故該區(qū)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜。

        3.3 烏拉斯臺(tái)地下水系統(tǒng)(Ⅲ)

        位于天格爾山主梁分水嶺以南、奎先達(dá)坂主梁以西地帶,地下水類型主要為松散巖類孔隙水、基巖風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。主要接受大氣降水和高山雪融水入滲補(bǔ)給。區(qū)域內(nèi)地形坡度大,大氣降水及高山雪融水順坡面向地勢(shì)低洼處運(yùn)移,集于溪溝,地下水多沿風(fēng)化節(jié)理裂隙、構(gòu)造線方向及巖體侵入接觸面往南北兩側(cè)的溪溝進(jìn)行徑流、排泄,最終匯入烏拉斯臺(tái)河。由于該區(qū)巖體破碎程度不具均一性,導(dǎo)致隧道穿越各段巖體賦水程度存在差異,致使地下水的分布和富水程度規(guī)律性相對(duì)較差,故該區(qū)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜。

        綜上所述,三大地下水系統(tǒng)由于地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等方面存在一定的差異,表現(xiàn)出地下水類型多樣,其補(bǔ)給、徑流、排泄位置、方向等均不一致,具有獨(dú)立的地下水系統(tǒng),水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。

        4 隧道涌水量計(jì)算方法

        預(yù)測(cè)隧道涌水量首先需要廣泛搜集水文地質(zhì)資料。本次研究區(qū)域的水文地質(zhì)研究程度很低,因此充分搜集利用有關(guān)權(quán)威單位的水文地質(zhì)研究成果非常重要。其次,將理論公式與經(jīng)驗(yàn)公式相結(jié)合。對(duì)于隧道涌水量的計(jì)算,目前沒有完全成熟的理論公式,利用前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式常??梢匀〉帽容^準(zhǔn)確的結(jié)果。最后,正常涌水量和最大涌水量的計(jì)算分別采用兩種方法。每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),利用不同的方法進(jìn)行計(jì)算以便對(duì)比分析,充分利用本次調(diào)查工作取得的數(shù)據(jù),尤其是鉆探、水文試驗(yàn)、物探等成果,在此基礎(chǔ)上建立符合實(shí)際的涌水量計(jì)算概念模型。

        就新疆所有的基巖山區(qū)而言,水文地質(zhì)的研究程度都很低。常用的隧道涌水量計(jì)算方法一般分為理論公式法、模數(shù)計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)公式法三大類。

        本隧道為越嶺隧道,沖溝發(fā)育,地下水主要靠大氣降水、沖溝河水及高山雪融化入滲補(bǔ)給。本次研究通過鉆孔水文試驗(yàn),采用《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》(TB 10049—2014)中推薦的地下徑流模數(shù)法、大氣降水入滲法計(jì)算出隧道的正常涌水量,采用地下水動(dòng)力學(xué)法中的古德曼經(jīng)驗(yàn)式、佐藤邦明非穩(wěn)定流式計(jì)算出了隧道的最大涌水量。

        4.1 水文地質(zhì)試驗(yàn)及參數(shù)

        4.1.1 水文地質(zhì)試驗(yàn)

        依據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件及成井結(jié)構(gòu),采用降水頭注水試驗(yàn)求取水文地質(zhì)參數(shù)。具體試驗(yàn)方法及原則為:

        (1)覆蓋層鉆孔孔徑為110mm,基巖層鉆孔孔徑為77mm,鉆至預(yù)定深度后,采用清水洗井,經(jīng)肉眼判別達(dá)到水清砂凈則洗井結(jié)束。

        (2)洗井工作結(jié)束后,進(jìn)行孔內(nèi)地下水位觀測(cè),水位觀測(cè)間隔時(shí)間為5min,當(dāng)連續(xù)2 次觀測(cè)數(shù)據(jù)變幅小于10cm 時(shí),水位觀測(cè)即可結(jié)束,用最后一次觀測(cè)值作為地下水位計(jì)算值。

        (3)開始向孔內(nèi)下入套管進(jìn)行試段隔離,確保套管下部與孔壁之間不漏水。

        (4)試段隔離后,向套管內(nèi)注入清水,將套管內(nèi)水位至孔口部位作為初始水頭值,停止供水,并開始記錄管內(nèi)水位隨時(shí)間變化的情況。

        (5)管內(nèi)水位觀測(cè)間隔時(shí)間按照《水利水電工程鉆孔注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL 345—2007)的要求,開始間隔時(shí)間為1min,連續(xù)觀測(cè)5 次;然后間隔時(shí)間為10min,觀測(cè)3 次;以后每隔30min 觀測(cè)一次。當(dāng)試驗(yàn)水頭下降至初始試驗(yàn)水頭的0.3 倍或連續(xù)觀測(cè)點(diǎn)達(dá)到10個(gè)以上時(shí),即可結(jié)束試驗(yàn)。待試驗(yàn)完畢,整理觀測(cè)數(shù)據(jù),并繪制水位降深—時(shí)間關(guān)系曲線。

        4.1.2 水文地質(zhì)參數(shù)

        計(jì)算滯后時(shí)間的公式如下:

        式(1)中:T為滯后時(shí)間(min);t1,t2為注水試驗(yàn)?zāi)骋粫r(shí)刻的試驗(yàn)時(shí)間(min);H1,H2為在試驗(yàn)時(shí)間t1,t2時(shí)的試驗(yàn)水頭(cm)。

        基于鉆孔降水頭注水試驗(yàn),采用《工程地質(zhì)手冊(cè)》(第四版)中的公式計(jì)算滲透系數(shù):

        式(2)中:K為含水層滲透系數(shù)(cm/min);A為注水管內(nèi)徑截面積 (cm2);T為滯后時(shí)間 (min);F為形狀系數(shù)(cm),由鉆孔和水流邊界條件確定。

        鉆孔內(nèi)試段頂部以上下入套管止水,試驗(yàn)段裸露,孔壁與孔底進(jìn)水,形狀系數(shù)值按式(3)計(jì)算。

        式(3)中:視孔內(nèi)水平、垂直滲透系數(shù)相同,m取值為1;l為試驗(yàn)段長度(cm);r為鉆孔半徑(cm)。

        通過7 個(gè)試驗(yàn)孔注水試驗(yàn)資料,計(jì)算出來的水文地質(zhì)參數(shù)見表1。SZK02 號(hào)孔、SZK07 號(hào)孔的水位降深與時(shí)間關(guān)系曲線分別見圖1、圖2。

        表1 水文地質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果

        圖1 SZK02號(hào)孔水位降深與時(shí)間關(guān)系曲線圖

        圖2 SZK07號(hào)孔水位降深與時(shí)間關(guān)系曲線圖

        4.2 正常涌水量計(jì)算

        4.2.1 地下徑流模數(shù)法

        采用地下徑流模數(shù)法計(jì)算隧道通過含水體地段的正常涌水量的公式如下:

        式(4)中:Q為隧道通過含水體地段的正常涌水量(m3/d);M為地下徑流模數(shù) (m3(/d·km2));A為隧道通過含水體地段的集水面積(km2)。

        根據(jù)相關(guān)研究資料,烏魯木齊河流域山區(qū)徑流模數(shù)M1=7.884×104m3/(a·km2)=216m3/(d·km2);阿拉溝地下水系統(tǒng)的徑流模數(shù)M2=52554×104m3/a÷14487km2=3.628×104m3/(a·km2)=99.40m3/(d·km2);烏拉斯臺(tái)地下水系統(tǒng)的徑流模數(shù)M3=238699×104m3/a÷48700km2=4.9×104m3/(a·km2)=134.24m3/(d·km2)。

        根據(jù)隧道通過的三個(gè)水文地質(zhì)單元的地下水徑流模數(shù)和各段落集水面積,采用徑流模數(shù)方法計(jì)算的隧道左幅正常涌水量為10 697m3/d,右幅正常涌水量為10 720m3/d。

        4.2.2 大氣降水入滲法

        式(5)~式(6)中:Q為隧道通過含水體地段的正常涌水量(m3/d);a為降水入滲系數(shù),根據(jù)隧道平面投影所在地貌單元、氣候分帶,a取值為0.15~0.40;W為年降水量,根據(jù)中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所在隧道穿越區(qū)建立的五處長期綜合氣象站點(diǎn)(GS001~GS005)提供的降水量數(shù)據(jù),取550mm;A為隧道通過含水體地段的集水面積(km2);L為隧道通過含水體地段的長度(km);B為隧道涌水地段L長度內(nèi)對(duì)兩側(cè)的影響寬度(km);影響寬度采用經(jīng)驗(yàn)公式(式(7))計(jì)算;R為隧道一側(cè)涌水影響寬度(m)。

        隧道涌水單側(cè)影響寬度的計(jì)算采用了《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》(TB 10049—2014)[3]中推薦的計(jì)算誤差較小的經(jīng)驗(yàn)公式:

        式(8)中:K為含水體的滲透系數(shù)(m/d)。

        根據(jù)隧道通過段的降水入滲系數(shù)、含水體滲透系數(shù)、年降水量、積水面積等數(shù)據(jù),大氣降水入滲方法計(jì)算的隧道左幅正常涌水量為24 304m3/d,右幅正常涌水量為24 334m3/d。

        4.3 最大涌水量計(jì)算

        根據(jù)場(chǎng)地褶皺、斷裂構(gòu)造、侵入接觸及沖溝發(fā)育情況,對(duì)隧道圍巖進(jìn)行分段,采用地下水動(dòng)力學(xué)法中的古德曼經(jīng)驗(yàn)式、佐藤邦明非穩(wěn)定流式計(jì)算其最大涌水量。

        4.3.1 佐藤邦明非穩(wěn)定流式

        式(9)中:q0為隧道通過含水體地段的單位長度最大涌水量(m3·s-1·m-1);m為換算系數(shù),一般取0.86;K為含水體滲透系數(shù)(m/s);h2為水頭高度(m);r0為洞身橫斷面等價(jià)圓半徑(m),本隧道取r0=5.5m;hc為含水體厚度(m)。

        佐藤邦明非穩(wěn)定流計(jì)算結(jié)果:隧道左幅最大涌水量為21 511.8m3/d,隧道右幅最大涌水量為21 109.1m3/d。

        4.3.2 古德曼經(jīng)驗(yàn)式

        式(10)中:Q0為隧道通過含水體地段的最大涌水量(m3/d);K為含水體滲透系數(shù)(m/d);各圍巖段滲透系數(shù)根據(jù)該段鉆孔或鄰近鉆孔水文地質(zhì)試驗(yàn)成果得到;H為水頭高度(m);d為洞身橫斷面等價(jià)圓直徑(m);L為隧道通過含水體的長度(m)。

        古德曼經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算結(jié)果:隧道左幅最大涌水量為41 584.3m3/d,隧道右幅最大涌水量為40 770.3m3/d。

        5 隧道涌水量取值確定

        大氣降水入滲法適用于隧道通過潛水含水體且埋藏深度較淺時(shí)的正常涌水量計(jì)算。本隧道工程通過區(qū)雖然含水體均為潛水含水體,但是隧道的埋藏深度很大,最深達(dá)到1 200m左右。含水體埋藏深度越大,含水體的風(fēng)化越弱,透水性就越差,地下水的循環(huán)徑流就越慢。本次水文地質(zhì)試驗(yàn)計(jì)算得出的含水體滲透系數(shù)K的數(shù)量級(jí)在10-4~10-3就證明了這一點(diǎn)。因此,利用大氣降水入滲法計(jì)算的正常涌水量結(jié)果偏大。地下水徑流模數(shù)法中引用的地下水徑流模數(shù)均引自權(quán)威報(bào)告,這些數(shù)據(jù)是通過分析典型河流水文站10年以上的水文資料得出的結(jié)論,代表了流域平均的地下水徑流模數(shù),數(shù)據(jù)真實(shí)可靠,由此計(jì)算的涌水量數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。

        古德曼公式法、佐藤邦明非穩(wěn)定流式計(jì)算最大涌水量的方法和公式是基于地下水動(dòng)力學(xué)理論并結(jié)合以往類似隧道工程經(jīng)驗(yàn)得出,在其適用范圍內(nèi),取得相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)后,計(jì)算簡便,能達(dá)到一定的預(yù)測(cè)精度。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn),最大涌水量采用結(jié)果較大的古德曼公式計(jì)算的隧道最大涌水量。

        綜上所述,采用地下水徑流模數(shù)方法計(jì)算的隧道正常涌水量相對(duì)比較可靠,可以作為隧道正常涌水量使用;最大涌水量采用結(jié)果較大的古德曼公式計(jì)算的隧道最大涌水量。

        6 結(jié)語

        隨著我國“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略的實(shí)施,山區(qū)高速公路迅速發(fā)展,隧道建設(shè)的規(guī)模也越來越大,高寒、高海拔、高烈度區(qū)及大埋深超長公路隧道越來越多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2021年4月,我國在建的10公里以上超長公路隧道就有17條。部分高速公路隧道在施工建設(shè)期間會(huì)遇到較大涌水或突然涌水,給施工造成重大影響。針對(duì)這種情況,做出準(zhǔn)確的涌水量預(yù)測(cè)及防突水方案就顯得尤為重要。應(yīng)根據(jù)隧道通過段工程及水文地質(zhì)特征,建立正確的水文地質(zhì)系統(tǒng)單元,并采用多種計(jì)算方法對(duì)隧道涌水量進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)計(jì)算,對(duì)計(jì)算結(jié)果互相驗(yàn)證,結(jié)合研究區(qū)水文地質(zhì)條件得出切實(shí)可靠的隧道涌水參數(shù)。

        猜你喜歡
        涌水量滲透系數(shù)水文地質(zhì)
        基于抽水試驗(yàn)計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)的分析與確定
        基于Origin的滲透系數(shù)衰減方程在地?zé)崴毓嘀械膽?yīng)用
        基于GPRS實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化水文地質(zhì)抽水試驗(yàn)
        基于轉(zhuǎn)移概率的三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分
        水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的有效應(yīng)用
        多孔材料水滲透系數(shù)預(yù)測(cè)的隨機(jī)行走法
        輸水渠防滲墻及基巖滲透系數(shù)敏感性分析
        小浪底引黃工程干線1#隧洞涌水量預(yù)測(cè)
        河北平原新近系熱儲(chǔ)層滲透系數(shù)規(guī)律性分析
        黃石互通淺埋隧道涌水量預(yù)測(cè)分析
        国产中出视频| 国产精品二区一区二区aⅴ污介绍| 免费av片在线观看网址| 亚洲 欧美 日韩 国产综合 在线| 国产农村妇女精品一二区| 天堂一区人妻无码| 日韩av二区三区一区| 精品女同一区二区三区在线播放器| 日韩中文字幕在线丰满| 国产亚洲av另类一区二区三区| 亚洲av网一区二区三区| 国产福利视频一区二区| 精品国产aⅴ无码一区二区| 亚洲伊人久久大香线蕉综合图片| 精品久久久久久午夜| 免费观看成人稀缺视频在线播放| 国产内射视频免费观看| a黄片在线视频免费播放| 日日摸夜夜添夜夜添高潮喷水| 亚洲国产精品ⅴa在线观看| 婷婷成人基地| 亚洲精品国产综合久久一线| 日本一区二区三区精品不卡| 噜噜中文字幕一区二区| 99久热在线精品视频观看| 无码人妻精一区二区三区| 国产最新网站| 亚洲高清自偷揄拍自拍| 精品综合久久88少妇激情| 97久久婷婷五月综合色d啪蜜芽| av无码精品一区二区三区宅噜噜| 亚洲精品国产成人无码区a片| 狠狠躁天天躁无码中文字幕图| 东风日产系列全部车型| 亚洲综合在不卡在线国产另类| 国产人妻高清国产拍精品| 国产精品欧美福利久久| 亚洲AV无码一区二区三区人| 四虎国产精品成人影院| 亚洲精品成人一区二区三区 | 精品无码人妻一区二区三区品|