隧道涌水量的预测方法及影响因素研究

隧道涌水量的预测方法及影响因素研究

李鹏飞1,张顶立1,周烨1,2

【摘要】摘要:隧道涌水量关系到作用于衬砌结构的水压力和周边生态环境的安全,是隧道防排水设计的重要参考指标.在总结隧道涌水量预测的3种主要方法:理论解析法、经验公式法和数值分析法的基础上,讨论了围岩渗透系数、洞室尺寸、地下水位高度、衬砌渗透性、注浆圈渗透性及厚度、隧道含水层厚度,以及洞室形状等因素对隧道涌水量的影响,比较分析了各种隧道涌水量预测方法的差异,并重点指出了各种理论解析方法的局限性和适用条件.研究结果表明,隧道涌水量随围岩渗透系数的增大线性增大,随地下水位高度的升高存在一个先减小后增大的过程;注浆圈参数存在一个经济合理值;同样的开挖面积条件下圆形隧道的涌水量最小.

【期刊名称】北京交通大学学报

【年(卷),期】2010(034)004

【总页数】5

【关键词】关键词:隧道工程;涌水量;渗透系数;注浆圈;洞室形状

隧道涌水量不仅与衬砌水压力相关,而且关系到隧道防排水设计、生态环境要求等,因此隧道涌水量预测方法一直是国内外学者研究的热点问题之一[1-10].隧道涌水量的预测方法分为理论解析法、经验公式法、数值法、工程类比法及模糊数学法等.以这些方法为基础,国内外学者总结并提出多种隧道涌水量预测解析公式或经验方法,这些公式或方法各有特点,且有一定的适用条件.朱大力[1]在编制《铁路工程水文地质勘察规范》(TB10049-96)中,总结了9种比较适合我国情况的隧道涌水量预测方法.王建秀[2]结合工程实例分别采用正演和反演方法计算

矿井涌水量的计算与评述 钱学溥

矿井涌水量的计算与评述 钱学溥 （国土资源部，北京 100812） 摘要：文章讨论了矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字。文章推荐了反求影响半径、作图法求解矿井涌水量的方法。 关键词：矿井涌水量；勘查；计算；精度级别；允许误差；有效数字 根据1998年国务院“三定方案”的规定，地下水由水利部门统一管理。水利部2005年发布了技术文件SL/Z 322-2005《建设项目水资源论证导则（试行）》。该技术文件6.7款规定，地下水资源包括地下水、地热水、天然矿泉水和矿坑排水。6.1.2款规定，计算的地下水资源量要认定它的精度级别。我们认为，认定计算的矿井涌水量的级别和允许误差，不仅是水利部门要求编写《建设项目水资源论证》的需要，而且有利于设计部门的使用。在发生经济纠纷的情况下，也有利于报告提交单位和报告评审机构为自己进行客观的申辩。下面，围绕这一问题，对矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字等方面，作一些论述和讨论。 1 矿井涌水量与水文地质勘查 矿井涌水量比较大，要求计算的矿井涌水量精度就比较高，也就需要投入比较多的水文地质勘查研究工作。表1，可以作为部署水文地质工作的参考。 表 1 矿井涌水量与水文地质勘查 Table 1 Mine inflow and hydrogeological exploration

注：○1多年生产的矿山是指：开采水平不变、开采面积基本不变的多年生产的矿山，如即将闭坑或是即将破产的矿山，即是这种多年生产的矿山。○2多孔抽水试验，是指带观测孔的一个抽水主孔的抽水试验，持续抽水几天。○3群孔抽水试验是指带观测孔的多个抽水主孔的抽水试验，其抽水总量，一般要达到计算矿井涌水量的1/3～3/4，持续抽水几十天。○4利用地下水动力学计算公式，计算矿井涌水量，就属于解析法的范畴。大井法、集水廊道法就是常用的解析法。○5数理统计包括一元线性回归、多元线性回归、逐步回归、系统理论分析、频率计算等（参考钱学溥，娘子关泉水流量几种回归分析的比较，《工程勘察》1983第4期，中国建筑工业出版社）。可以把水位抽降、巷道开拓面积、矿产产量、降水量等作为自变量，把矿井涌水量作为因变量。○6数值法也就是计算机模拟，是通过利用计算机模拟地下水流场的变化，计算矿井涌水量的一种方法。○7常用的大井法、集水廊道法等解析法计算矿井涌水量，只考虑了含水层的导水性，没有考虑地下水的补给量。因此，只有进行了解析法和水均衡的计算，用地下水的补给量验证解析法计算的结果，计算的矿井涌水量的精度才能达到C 级。 2 稳定流、非稳定流公式应用的主要条件 2.1一般报告采用的解析解大井法、集水廊道法，是基于稳定流理论推导的地下水动力学计算公式。它要求地下水有比较充分的补给条件，要求在该水平开采的几年到几十年内，矿井排水计算的地下水影响半径边界上的水头高度，永远稳定在计算采用的高度上。 2.2基于非稳定流理论推导的地下水动力学计算公式，恰恰相反，它的使用条件是地下水没有补给，含水层分布无限，地下水影响半径不断向外扩大。 2.3由于采用大井法、集水廊道法，一般都没有考虑地下水补给量的问题，因此，计算的结果可能有较大的误差，它的精度一般只有D级。

岩溶地区隧道涌水量估算

岩溶地区隧道涌水量估算 岩溶区隧道的涌水预测是长期以来困扰生产实践的难题，其原因主要有：岩溶地下水赋存极不均一，很难确定隧道内确切的涌水部位及水量大小；勘察精度不够，无动态观测资料及试验资料较少，不能正确描述地质条件及水动力场特征；难以确定合理的计算方法和各类参数。 本次隧道涌水预测是根据隧址区岩溶发育特征、地下岩溶管道系统的分布、地下水补径排特点及各含水岩组富水性等特征，通过采用地下径流模数法和大气降水入渗法、结合地区经验，估算隧道涌水量。 标签：隧道涌水测量 1概况 隧道长2000m左右、最大埋深近200m。中山、溶蚀峰丛洼地地貌区，亚热带湿润季风气候，隧址区内无水库、堰塘。可溶性碳酸盐岩分布广泛，地表溶沟、溶槽、石牙、溶孔、溶穴、溶管、峰丛、洼地、溶丘及溶蚀沟谷等发育，地下岩溶形态则有落水洞、地下河、溶洞等。突水、突泥对隧道工程建设影响甚大。 隧址区位于向斜东翼，向斜轴近乎南北向，两翼岩层倾角约40°左右，近乎对称。轴部地层为三叠系巴东组及白垩系组成，白垩系不整合覆盖于巴东组之上。隧址区内无断裂。区内裂隙发育，一般为张性裂隙，张开宽1～35cm不等，面裂隙率在1.5～3条/m2之间；裂隙发育走向在N45°～65°W、N50°～60°E、N75°～80°E。 2水文地质条件 2.1隧址区岩溶发育规律 溶沟、溶槽、石牙、溶孔、溶穴、溶管在地表随处可见，落水洞口多呈圆形或椭圆形，直径在1～5m之间，普遍发育深度5～15m，少数深不见底，底部多充填黏土夹碎石，以缝状为主，竖井状较少。漏斗多见于斜坡地带或洼地周边缓坡地带，受地形影响多呈斜歪状和碟状，主要受层面、地形和裂隙控制发育而成，深度多为1～3m。隧址区岩溶发育具有以下规律和特征：①岩溶发育的呈层性，岩溶的发育与地壳的上升、停顿和岩溶水的变迁密切相关，故不同岩溶期发育着不同的岩溶形态，从而形成了区域上岩溶发育的呈层性特点；②岩溶发育深度与侵蚀基准面的一致性，河流和泉是调查区当地侵蚀基准面，各水平岩溶出口标高基本与最低侵蚀基准面一致；③岩溶发育方向具有与岩层走向一致性的特点，区内岩层走向N4°～9°W，倾向西，主要发育一组东西走向裂隙，地表落水洞多呈串珠状沿岩层走向分布，区内最大溶槽走向南北。因此，区内岩溶总体具顺岩层走向发育特征；④与地下水运动条件关系密切，区内含水地层与相对隔水层组成了区内四个相对独立的含水单元，这些隔水层顶底板附近，地下水活动相对强烈，

井点降水涌水量计算

按照初定方案，本工程除埋深较深段使用拖拉管施工外，剩余大部分需使用井点降水大开挖施工。按照设计及规范初步设计沟槽底宽1.5m，沟槽深按照最大挖深设计取4m，开挖沟槽边坡按照1：1，基坑横剖面图如附图。经地质勘探，天然地面属耕植土，其下为粉质粘土（<=-4m），淤泥质粉质粘土(<=-7.14m)、淤泥质粉质粘土夹粉砂，底部为泥岩,基本都属于透水层。地下水位标高为-0.5m采用轻型井点降水施工。 1井点布设 根据工程地质及施工状况，轻型井点采用沟槽两侧单排布设，为是总管接近地下水位，井点管布设于已挖好的路床底。总管距沟槽开挖线边缘1m，总管长度 L=50×2=100(m) 水位降低值 S=4 (m) 采用一级轻型井点，井点管的埋设深度（总管平台面至井点管下口，不包括滤管） H2>=H1 +h+IL=4.0+0.5+0.1×5.75=5.1(m) 采用6m长的井点管，直径50mm，滤管长1m。井点管外露地面0.2m，埋入土中5.8m（不包括滤管）大于5.2m，符合埋深要求。按无压非完整井环形井点系统计算。 2)．基坑涌水量计算 按无压非完整井环形点系统涌水量计算公式（式1—23）进行计算 Q= 先求出H、K、R、x0值。 H：有效带深度 H=1.85(S,+L) s’=6-0.2-1.0=4.8m求得H： H=1.85（s,+L）=1.85（4.8+1.0）=10.73（m） 由于H0

管井设计涌水量计算

11月整理 管井设计及出水量计算 稳定流完整井 / 吴成泽 2012-12-1 — 主要针对潜水及承压水稳定流完整井的理论及经验公式展开论述，并介绍了井群在不同地质条件下的布置及计算遵循的原则，最后介绍了洗井及单井出水量校核。最后利用4个Excel文件概括理论及经验公式，可代入抽水试验值分别计算管井单井出水量。

水文地质参数索引 a ：含水层厚度，单位米（m）； D g ：过滤管外径（m）； h ：井中的水深，单位米（m）； H ：无压含水层厚度或承压含水层的水头高度或厚度，单位米（m）；K ：渗透系数，表示含水层的渗透性质，在达西公式中，水力坡度i=1时的渗透速度（表示地下水的运动状态、粘滞系数、含水 层颗粒大小、形状、排列）；单位米/天（m/d）； L ：过滤管有效进水长度（m），宜按过滤管长度的85%计算； & N ：过滤管进水面层有效孔隙数，宜按过滤管面层孔隙率的50%计算； q n ：单位出水量（m3/（））； Q g ：过滤管的进水能力（m3/s）； Q ：管井出水量，单位m3/d； Q1、Q2：抽水井稳定流出水量，单位m3/d； Q n ：单井实测最大出水量，单位m3/d； r1、r2：抽水井至观测孔距离，单位米（m）； r ：管井或抽水井的半径，单位米（m）； ' R ：影响半径，裘布衣公式中以抽水井为轴心的圆柱状含水层的半径（不以井的出水量、水位下降值的大小改变），表示井的补给能力；单位米（m）； S1、S2：观测孔内水位降深，单位米（m）； S1‘、S2’‘：观测孔内水位降深，单位米（m）； S ：水位降深，单位米（m）； S n：相应Q n时的最大水位降深，单位米（m）； T ：导水系数，T=KM，单位m2/d； V g：允许过滤管进水流速，单位m/s，不得大于s； V j：允许井壁进水流速，单位m/s； %

岩溶隧道涌水量的预测方法研究_郭玉法

为宁杭客运专线宜长段线位稳定提供了重要依据。通过本次工作也认识到:在采空区线位方案评价工作中,必须充分收集既有资料,多方走访调查,同时辅以必要的勘探工作,以查清采空区范围及影响边界,为安全、经济的线路方案做出可靠的分析评价。 参 考 文 献 [1] TB10027 2001 铁路工程不良地质勘察规程[S] [2] 铁道部工务局.铁路公务技术手册(路基篇)[M ].北京:中国铁道 出版社,1993 [3] 铁道第四勘察设计院.宁杭铁路采空区勘察报告[R ].武汉:铁道 第四勘察设计院,2007 收稿日期:2007-08-07 第一作者简介:郭玉法(1963 ),男,2003年毕业于河海大学水文水资源工程专业,工程师。 岩溶隧道涌水量的预测方法研究 郭玉法 鲍庆煜 (江苏省水文水资源勘测局南京分局,江苏南京 210008) Research on Forecasti ngM et hods for Gus hi ng W ater Vol u m e in Karst Tunnels Guo Yu fa Bao Q i n gyu 摘 要 系统分析了隧道涌水量预测的方法,并用数值模拟方法进行了某隧道涌水的预测研究,认为数值模拟方法是进行隧道涌水量预测的有效方法。 关键词 岩溶 隧道 涌水量 预测 数值模拟 铁路、公路隧道工程中经常发生较大规模的涌水现象,给隧道施工带来了严重的影响,甚至会造成很大的经济损失和人员伤亡。在岩溶地区,隧道涌水现象更为常见,对其进行预测与控制研究显得尤为重要。 根据对铁路、公路隧道涌水情况的初步统计,预测涌水量和实际涌水量相差小于20%的仅占15%,误差在20%~80%之间的占60%;误差超过80%的达25%以上,部分隧道的预测误差竟达到数十倍。如襄渝线大巴山隧道预计涌水量为4 14 104 m 3 /d ,施工时最大涌水为20 55 104 m 3 /d ;川黔线娄山关隧道预计涌水量为 6 0 104m 3/d ,施工时最大涌水量为19 20 104m 3 /d ;贵昆线岩脚寨隧道预计涌水量为0 66 104 m 3 /d ,施工时最大涌水量为10 08 104 m 3 /d [1] 。 造成上述结果的原因很多,归纳起来不外乎以下两方面:一是水文地质条件未调查清楚;二是用以预测隧道涌水量的数学模型不正确。前者是基础,若重要的水文地质条件未调查清楚,预测可能要犯大错误。但是,对于条件已经基本查清楚了的拟建隧道区,如果计算模型选得不正确,其预测效果同样也不好。无论预测结果偏小还是偏大,都将给工程的可行性论证、设 计及施工带来巨大损失。这在以往有不少教训:如果预测量偏大,可能使得已设计的既经济又方便的线路改道,或者使得设计防水系统更加复杂化,不仅会浪费大量的人力、物力及财力,而且浪费宝贵的建设时间;另一方面,如果预测量偏小,则可能使得工程在施工过程中发生灾难,甚至使得已建成隧道不能投入使用。因此,隧道涌水预测研究任重道远。 本文对现有的预测方法进行了综合评述,并采用数值模拟方法进行了某岩溶隧道工程涌水量预测的实例研究。 1 各类预测方法的综合评述 目前,隧道涌水量的预测方法主要有:水均衡法、解析法(地下水动力学法)、经验公式法、水文地质比拟法、降水入渗法、地下径流模数法、数值分析法以及非线性理论方法等。 1 1 水均衡法 水均衡法是应用水均衡原理预测隧道涌水量的一种方法。它通过研究某一时期(均衡期)均衡区地下水收支项目之间的关系,建立地下水均衡方程,从而计算隧道涌水量。其最基本的形式为 V 补-V 排= V 储73 岩溶隧道涌水量的预测方法研究:郭玉法 鲍庆煜

管井降水计算书

管井降水计算书 一、水文地质资料 二、计算依据及参考资料 该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-99)，同时参阅了《建筑施工手册》(第四版)和姚天强等编写的《基坑降水手册》。 三、计算过程 1、基坑总涌水量计算： 根据基坑边界条件选用以下公式计算： 基坑降水示意图 Q=(2H-S)*S/(lgR-lgr0) Q为基坑涌水量； k为渗透系数(m/d)：取综合渗透系数10m/d H为含水层厚度(m)：主要为细砂层以上取 R为降水井影响半径(m)：根据施工经验取15m r 0为基坑范围的引用半径(m)：r =（r1+r2r+r3+r4+…+rn）1/n 降水干扰井 群分别至基坑中心点的距离； S为基坑水位降深(m)：

D为基坑开挖深度(m)：取 d 为地下静水位埋深(m)：取 w sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m)：取 通过以上计算可得基坑总涌水量为2672m3。 2、降水井深度确定： 降水井深度按下式： H W =H1+ H2 + H3 + H4 + H5 + H6 H W—降水井深度（m）； H1—基坑深度（m）；（取） H2—降水水位距离基坑底要求的深度（m）；（取） H3—iy0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/10—1/15，y0为降水井分布范围内基坑等效半径；（计算得,取） H1—降水期间水位变幅（m）；（取） H2—降水井过滤器工作长度（m）；（取） H W—沉砂管工作长度（m）；（取） 根据上式计算得:降水井深度为 3、降水井数量确定： 单井出水量计算： q = (l′d)/a*24 降水井数量计算： q为单井允许最大进水量(m3/d)； d为过滤器外径(mm):取400mm l′为过滤器进水部分长度(m)（过滤器进水部分有效长度取）； a为与含水层渗透系数有关的经验系数（根据渗透系数5—15m/d，含水层厚度≤20m，取100）

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*A Q—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*A Q—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*A Q—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)。 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0.25km2 最大涌水量为： Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.12*1496.88*0.25 = 123.04（m3/d），平均每延米每天涌水量为：0.29(m3/m.d)。 正常涌水量为： Q= 2.74*α*W*A = 2.74*0.12*508.7*0.25= 41.82（m3/d），平均每延米每天涌水量为： 0.1 (m3/m.d)。

工程各类地下水控制施工措施及计算方法

地下水控制方案及计算方法 基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。 6-2-8-1 地下水控制方法选择 在软土地区基坑开挖深度超过3m，一般就要用井点降水。开挖深度浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。地下水控制方法有多种，其适用条件大致如表6-123所示，选择时根据土层情况、降水深度、周围环境、支护结构种类等综合考虑后优选。当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。 地下水控制方法适用条件表6-123 当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。否则一旦发生突涌，将给施工带来极大麻烦。 6-2-8-2 基坑涌水量计算 根据水井理论，水井分为潜水（无压）完整井、潜水（无压）非完整井、承压完整井和承压非完整井。这几种井的涌水量计算公式不同。 完整井(fully penetrating well)：贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。揭穿整个含水层，并在整个含水层厚度上都进水的井。

非完整井(partially penetrating well)：未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。未完全揭穿整个含水层，或揭穿整个含水层，但只有部分含水层厚度上进水的井。 潜水井(well in a phreatic aquifer)：揭露潜水含水层的水井。又称无压井。 承压水井(well in a confined aquifer)：揭露承压含水层的水井。又称有压井。当水头高出地面自流时又称为自流井（artesian well,flowing well ）；当地下水埋深很大时，可出现承压-无压井。 1．均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算 根据基坑是否邻近水源，分别计算如下： （1）基坑远离地面水源时（图6-168a ） ) 1lg()2(366.10 r R S S H K Q +-= （6-124） 式中 Q ——基坑涌水量； K ——土壤的渗透系数； H ——潜水含水层厚度； S ——基坑水位降深； R ——降水影响半径；宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑安全等级 为二、三级时，对潜水含水层按下式计算： kH S R 2= （6-125） 对承压含水层按下式计算： k S R 10= （6-126） k ——土的渗透系数； r 0——基坑等效半径；当基坑为圆形时，基坑等效半径取圆半径。当基坑 非圆形时，对矩形基坑的等效半径按下式计算： r 0＝0.29（a ＋b ） （6-127） 式中 a 、b ——分别为基坑的长、短边。

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 分水线图 平方公里，黄河集水面积约75万平方公里。 地面分水线 地下分水线

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(m'/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1448mm

A: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： Q=2.74 汉0.25江1448^.79 =2767(m'/d)?2800 (m3/d) Q=2.74 0.5 1448 7.32 =14521(m'/d)?14500 (m3/d) 两项合计Q 平常=2800+14500=17300(m7d) 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=2800X2+14500X3 =5600+4350009100 (m3/d) ( 2)地下径流模数法 Q=86.4X M X A M—地下径流模数(m/d ? Km) 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 (Knn)(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X A =86.4 X10.3X 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=9000X3 3 =27000( m3/d)

竖井涌水量计算的经验公式法

竖井涌水量计算的经验公式法 [导读]本文详细介绍了竖井涌水量计算的经验公式法。 若在竖井位置及其附近有三个或三个以上降深的稳定流抽水试验资料，可用本方法计算竖井涌水量。 一、计算步骤 （一）根据抽水试验资料，作涌水量（Q）与降深（S）的关系吗线，即Q=f（s）曲线； （二）根据抽水试验资料，用图解法、差分法或曲度法判断涌水量曲线方程类型，并找出相应的涌水量方程式； （三）根据相应的方程式计算与设计竖井水位降深相同时的钻孔涌水量Qi； （四）根据钻孔涌水量Qi换算成为竖井涌水量。 二、计算方法 （一）绘制Q=f（s）曲线 根据钻孔抽水试验资料，绘制Q=f（s）曲线。 （二）涌水量曲线方程类型的判断 1、图解法 根据已绘出的Q= f（s）曲线如为非直线型应进行单位水位降深、双对数或单对数变换。根据Q= f（s）或经过变换后的直线图形形式即可判定涌水量曲线方程类型。 若Q= f（s），在Q，s直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为直线型，见表1-2中图（1），即Q=qs； 若S0= f（Q）在S0，Q直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为抛物线型，见表1-2中图（2）及图（3）；即S=aQ+bQ2，亦即S0=a+bQ； 若lgQ=f（lgS）在lgQ，lgS直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为指数型，见表1-2中图（4）及图（5），即Q= ,亦即；

若Q=f（lgS）在Q，lgS直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为对数型，见表1-2中图（6）及图（7），即Q=a+blgS。 2、差分法 一般凡属直线方程或直线化的抛物线方程S0=a+bQ 、指数方程、对数方程Q=a+blgS的一阶差分虽为常数，但不相等。在这种情况下，可根据曲线拟台差的大小来判断接近那种涌水量方程。选取拟合误差最小的曲线相对应的涌水量方程式，作为竖井涌水量计算的方程式。 表1 Q=r（s）曲线方程式及其适用条件（一）

基坑.计算公式

1.基坑：Q=1.366K（2H-S)S/lg(1+R/r0） Q：基坑涌水量m3/d； K：渗透系数取K=20m/d； S：设计降水深度S=17.00m-4.5m=12.5m； H：含水层高即静止水位至基岩面距离取H=30m； 20 =612.37m； R：影响半径R=2S KH=2×12.5×30 r0：基坑等效半径矩形基坑r0=0.29(a+b）； a：基坑长度a=224m； b：基坑宽度b=105.00m； r0=0.29×（224+105）=95.41m； Q=1.366×20×（2×30-12.5）×12.5/lg（1+612.37/95.41）=16221.25/0.87=18645.11m3/d； 2.单井出水量计算：q=120πr s l3K； rs：过滤半径，本工程管径采用0.3m、rs=0.15； l：过滤器进水部分长度（m）即R/100长度取整为6.0m； q：120×3.14×0.15×6×330=1053.72m3/d； 3.降水井的数量n=1.1×Q/q Q：基坑总涌水量； q：单井出水量，由于水泵出水量高于管井理论出水量以现场理论出数量为准计算q=1053.72m3/d； n=1.1×18645.11/1053.72=17.7 即n取20＞17.7时满足降水井数量要求； 4.降水井的深度： Hw=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5 其中：Hw1表示基坑深度取13m； Hw2表示降水位距离基坑底的深度取1.0m； Hw3表示降水期间地下水位变幅取2.5m； Hw4表示滤管长度取6.0m； Hw5表示沉砂管长度取2.5m； Hw=25m； 降水深度验算： 由于降水井是漏斗式降落相邻降水井间距30m，挖孔桩深度为17m，基坑最大跨度224.0m 对基坑中心点验算； 据上算影响半径612.37m； 降水深度为-17---4.5m实降12.5m； 水位最高为X=15m； Y=15×12.5/612.37=0.3m； 降水时降水井间最大水位17-0.3=16.7m； 要求降水深度≧16m，两井间基础护壁桩深度满足要求水位最高处离降水井112m； Y=112*12.5/612.37=2.28； 降水时中心点水位最高处为17-2.28=14.72m；要求降水深度≧13m，中心点水位满足要求；

矿井涌水量的计算

三、地下水动力学法 地下水动力学法的理论依据是地下水运动的线性渗透定律，即达西定律。根据这个原理和具体的水文地质条件，可选择不同的公式计算矿井井简的浦水量。 (一)垂直井筒涌水量的计算 1.潜水完整井涌水量计算 所谓潜水完整井是指开凿在潜水含水层中，井打穿含水层到隔水层底板的井筒 22 1.366lg lg H h Q K R r -=- 因为 h=H-S 所以 (2)1.366lg lg H S S Q K R r -=- 在井筒掘凿时，井筒中式不允许积水的，因此h=0，或者说S=H,这时， 2 1.366lg lg H Q K R r =- 式中 Q ——井筒涌水量（m3/d ） K ——含水层渗透系数（m/d ） H ——含水层厚度 h ——井中出水地段高度 S ——水位降低值 R ——影响半径 r ——井筒半径 2．承压水完整井涌水量计算 承压水完整井是指开凿在承压含水层中，并全部揭露含水层的井筒 ()2.73lg lg M H h Q K R r -=-或 2.73lg lg MS Q K R r =- 3.完整潜水承压井涌水量计算 当井筒穿过承压含水层水位下降很大，降到隔水顶板以下时，井筒附近变为无压水，这种情况称为潜水承压井 22(2)1.366lg lg HM M h Q K R r --=- 上述公式同样适用于钻孔涌水量计算 如果抽水试验是在井筒检查孔中进行，用钻孔涌水量可按下式换算成井筒涌水量 112122 lg lg lg lg R r Q Q R r -=- (二)水平尽道涌水量的预剐方法 计算水平巷道涌水量时，同样可将巷道看成为水平集水于程。因此，可利用地卞水向水平集水工程运动的公式计算。

降水计算公式

一、潜水计算公式 1、公式1 Q k H S S R r r =-+-1366200.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)。 2、公式2 Q k H S S b r =--1366220.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 为基坑中心距岸边的距离(m)； r 0为基坑半径(m)。 3、公式3 Q k H S S b r b b b =--????????1366222012.()lg cos ()ππ 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m)；

b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m)； b '=b 1+b 2； r 0为基坑半径(m)。 4、公式4 Q k H S S R r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('') 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； b ''为基坑中心至隔水边界的距离。 5、公式5 Q k h h R r r h l l h r =-++--+--136610222 000.lg lg(.) h H h -=+2 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； l 为过滤器有效工作长度(m)； h 为基坑动水位至含水层底板深度(m)； h - 为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。

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= 2 2) lg (lg 733.0h H 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： ()2 12 ln 25.3S S t 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。 （二）、洞室涌水量的估算方法 根据以上对洞室涌水量补给来源的分析，结合隧址区工程地质、水文地质条件及隧址区气候、大气降雨等特征，本次计算我们按隧道开挖正常涌水量及特大暴雨、地表水沿断层或溶洞导入洞室等极端特殊情况下极端涌水量两种情况考虑。 1、正常涌水量 正常涌水量的计算我们选择以下的计算方法： （1）大气降水入渗法：

基坑降水计算

6.3基坑降水方案设计 6.3.1降水井型 选6型喷射井点：外管直径为200mm,采用环形布置方案。 6.3.2井点埋深 埋置深度须保证使地下水降到基坑底面以下，本工程案例取降到基坑面以下 1.0m处。埋置深度可由下式确定： L = H h ：h i x h i r 0 l （6.2） 式中： L ――井点管的埋置深度（m）； H ―― 基坑开挖深度（m）；这里H =12m h ——井点管露出地面高度（m），这里可取一般值 0.2m ； h ―― 降水后地下水位至基坑底面的安全距离（m）， 本次可取1.0m ； i x ―― 降水漏斗曲线水力坡度，本次为环状，取0.1； h i ——井点管至基坑边线距离（m），本次取1.0m ； r0 -----基坑中心至基坑边线的距离（m），本次工程案 例去最近值宽边的一半，即40m； l ---- 滤管长度（m），本次取1.0m。 故带入公式可得埋置深度L为： L=H h h i x h「0 I =12 0.2 1.0 0.1 （1.0 40） 1.0=18.3m 6.3.3环形井点引用半径 采用“大井法”，参考规范，将矩形（本案例长宽比为 2.5，小于10）基坑折算成半径为X0的理想大圆井，按“大井法”计算涌水量，故本次基坑的引用半径： X0=专 （6.3） 式中： a,b ----- 基坑的长度和宽度（m），a=200m,b=80m

亠1.16型80 4 4 8 m. 2 （6.4） 式中： 例取5d ； -系数，可参照下表格选取: 表6.1 系数n 表 a = °2OO =040 ，贝U 「-1.16 故带入公式可得本次基坑的引用半径 X 。为: 6.3.4井点抽水影响半径 由下列公式可求得抽水影响半径: t 时间，自抽水时间算起（2-5昼夜）（d ），本案 k ―― 土的渗透 系数（m/d ），这里取平均值 k =2.7m/ d ; H w 含水层厚度（m ）,本次取承压含水层厚度含水 层厚度④，⑤土层厚度的总和，即为 H w =5.2 ? 6 = 11.2m ， m ―― 土的给水度，按表 3.2确定，本次取圆砾 m=0.2，另外由上述计算可得 X o= 73.7m 。

基坑降水计算

基坑降水方案设计 6.3.1 降水井型 选6型喷射井点：外管直径为200mm ，采用环形布置方案。 6.3.2 井点埋深 埋置深度须保证使地下水降到基坑底面以下，本工程案例取降到基坑面以下 1.0m 处。埋置深度可由下式确定： ()01x L H h h l i r h =++?+?++ （） 式中： L —— 井点管的埋置深度()m ； H —— 基坑开挖深度()m ；这里12H m = h —— 井点管露出地面高度()m ，这里可取一般值 0.2m ； h ?—— 降水后地下水位至基坑底面的安全距离()m ，本次可取1.0m ； x i —— 降水漏斗曲线水力坡度，本次为环状，取； 1h —— 井点管至基坑边线距离()m ，本次取1.0m ； 0r —— 基坑中心至基坑边线的距离()m ，本次工程案例去最近值宽边的一半，即40m ； l —— 滤管长度()m ，本次取1.0m 。 故带入公式可得埋置深度L 为： ()01120.2 1.00.1(1.040) 1.018.3x L H h h l m r i h =++?+?++=+++?++= 6.3.3 环形井点引用半径 采用“大井法”，参考规范，将矩形（本案例长宽比为，小于10）基坑折算

成半径为x 0的理想大圆井，按“大井法”计算涌水量，故本次基坑的引用半径： 4 0b a x +? =η （） 式中： ,a b —— 基坑的长度和宽度()m ，200,80a m b m == η —— 系数，可参照下表格选取： 表 系数η表 800.40200 b a == ，则 1.16η= 故带入公式可得本次基坑的引用半径0x 为： 020080 1.1681.244 a b m x η++=? =?= 6.3.4 井点抽水影响半径 由下列公式可求得抽水影响半径： m kt R H x w 220 + = （）

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8.2.1

8.2.2 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 )(22121212 2 212 1R R R R лb R R лb R H R H kb +-++ + 式中：H 1=H 2 R 1=R 2 Q —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8.2.2

8.2.3 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。 Q＝2.74×0.20×600×3.08＝1013（m3/d）

露天采矿场总涌水量计算

露天采矿场总涌水量计算 露天采矿场总涌水量是由地下水涌水量和降雨迳流量两部分组成。 一、地下水涌水量的计算 露天采矿场地下涌水量与地下开采矿坑地下水涌水量计算方法基本相同。 二、降雨迳流量计算 露天采矿场降雨迳流量，应按正常降雨迳流量和设计频率暴雨迳流量分别计算。 （一）计算方法 1、正常降雨迳流量（Qz）计算公式 Qz=FH 式中F——泵站担负的最大汇水面积，m2； H——正常降雨量，m； ——正常地表迳流系数，%。 2、设计频率暴雨迳流量（Qp）计算公式 Qp=FHp′ 式中Hp——设计频率暴雨量，m； ′——暴雨地表迳流系数，%； 其它符号同前。 （二）计算参数的选取 1、汇水面积（F）的圈定 根据排水方式确定的排水泵站担负的最大汇水面积进行圈定。应包括露天境界内和境界外的地形分水岭或地表截水沟范围以内的汇水面积。 2、地表迳流系数的确定 地表迳流系数的选取，可根据采矿场岩石性质、裂隙发育程度和降雨强度大小等因素确定。 对于扩建或改建矿山，在具备实测地表迳流系数的矿山，应尽可能采用实测值。对于不具备实测条件的新建矿山，当有类似生产矿山资料时，应选用类似生产矿山的实测值。对缺乏上述资料的矿山，可选用地表迳流系数经验值。 1）生产矿山实测地表径流系数 国内部分生产露天采矿场地表径流系数实测值，见表1、表2、表3、表4。 2）地表径流系数经验值 当无实测资料可按表5选取地表迳流系数经验值。 (

( 注：由于爆破人为地扩大了原岩的裂隙和破碎程度，岩石破碎、裂隙发育，整个采场约有90%地段属松散、松软和半坚硬的岩石。 ( 注：大冶铁矿采用井巷排水、地表迳流通过集水巷流入水仓。 注：1、本表内数值适用于暴雨径流量计算，对正常降雨量计算应将表中数值减去0.1～0.2。 2、表土指腐植土，表中未包括的岩土则按类似岩土性质采用。

基坑位于两地表水体间或补排之间的承压水完整井计算

基坑降水、土方、支护工程 降水设计计算书 一、设计计算依据 1、岩土工程勘察报告； 2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99； 3、其它相关资料。 二、计算过程 本次计算采取如下程序： 本工程采用位于俩个地表水之间或补排区间的承压水完整井计算基坑涌水量。

公式一： ??? ?????+-+=)21)210)21(2(cos 2(lg MS 73.2b b b b r b b k Q ππ 式中：Q ——基坑涌水量(m 3/d) k ——渗透系数(m/d),10 S ——水位降深(m),7.0m R ——引用影响半径(m),R=k s 10=230m r 0——基坑半径(m),F F r 564.0/0==π=104.5m F ——基坑面积(m 2)，本工程暂取34358m 2 1b 、2b ——岸边距基坑中心距离 M ——承压含水层厚度(m),27.0 计算得：Q=2969.9m 3/d 根据我公司多年施工经验，根据规范所计算涌水量往往比实际小很多，本工程根据经验，按两倍理论量计算涌水量，即涌水量为：2969.9×2=5940 m 3/d

公式二： 3 120q k l r s π= 式中：q ——管井的出水量(m 3/d) s r ——过滤器半径（m ） l ——过滤器浸部分段长度(m),2.0 k ——含水层渗透系数(m/d),380 计算得：q =182.40m 3/d 公式三： q Q n 1.1= 计算得井数为：n ≈36 公式四： T y Z ir c h L +++++=0 式中：L ——井深(m) h ——基坑深度(m),5.5 c ——降水水面距基坑底的深度(m),1.0 i ——水力坡度，取0.03 Z ——降水期间地下水位变幅(m),0.5 y ——过滤器工作部分长度(m),2.0