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隧道施工中涌水预测浅谈1 隧道工程概况多丰铁路平顶山隧道全长6810米，位于丰宁县城正北约20公里处，进口位于潮河河谷东侧缓坡阶地的上部，近东西向横穿潮白河与其支流牤牛河间大致呈南北走向的分水岭，出口位于牤牛河上游沟谷的西侧阶地上，进、出口端沟壑纵横，隧道埋深20～450m。
线路位于5‰、-5‰、-11.08‰的人字坡上。
2 隧址区地质概况2.1 隧址区地形地貌及地层本隧道位于低中山区，穿越平顶山，高程850～1320，相对高差20～470m，地形起伏较大，地势陡峻；进出口处地表有砂质黄土覆盖，山体坡度平緩，为第四系黄土梁地貌。
隧址区植被发育，多为林木，植被覆盖率约90%。
隧道洞身通过段主要地层是中粗粒花岗岩、太古界混合岩化片岩夹黑云斜长片麻岩。
2.2 地质构造本区大地构造位置属中朝准地台北部边缘，属燕山褶皱带，主要特征为：混合岩化作用较深，岩浆侵入活动强烈，而沉积地层则极少，反映出自震旦纪以来长期处于相对上升隆起状态。
DK157+300发育一性质不明断层，线路大角度通过断层破碎带，断层破碎带宽度约50～100m，对工程有一定影响，构造泉水发育，冬季形成冻胀冰丘，夏季有少量水流，断层产状：N45°E/70～80°N，岩性为石英片岩，岩性呈现挤压扭曲现象，地下水较发育。
3 隧址区水文地质特征3.1 河流水系及气象隧址区西部为近南北向的潮河上游，该区降水多沿沟谷汇入潮河；东部为潮河的支流牤牛河，东部诸沟降水流入牤牛河，最终汇入潮河，两河的水量变化较大，具有较明显地山区河流特点，洪水时暴涨暴落。
根据水文地质调查，区内地表水主要集中在隧道中后段牤牛河支沟的横河河谷区，该段为横河的上游，地表有溪流，水量较小，受季节性降水影响明显。
隧址所处地区属中温带半干旱半湿润大陆季风型山地气候区，冬长寒冷干燥少雪，夏短炎热多雷降雨，年平均气温为7.2℃。
降水多集中在6～8月份；年平均降水量457.4mm，大气降水对地下水的丰枯程度及动态变化起控制作用。
某铁路隧道水文地质分析及涌水量预测李建伟【摘要】某铁路隧道所处地貌为中低山区，降雨形成的地表水是地下水的主要补给来源。
地下水以第四系孔隙水，基岩裂隙水为主，另存在少量碎屑岩孔隙水。
在断层和不同岩层接触破碎带存在构造裂隙水。
隧道范围内浅部岩体的透水性和赋水性相对较强，向深部表现为由强一弱一微弱透水与非含水的变化规律，岩体渗透性与地质构造环境之间存在着相互关系。
隧道在断层和不同岩性接触面、破碎带、隧道沿线沟谷且岩层破碎的隧道浅埋区都是潜在涌水的重要地段，属于中等一强富水段。
可能会发生集中涌水、涌泥等问题，在施工中应加强工程防范措施。
另外，对隧道的涌水量进行了预测。
【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2011(037)006【总页数】5页(P72-76)【关键词】地下水;抽水试验;压水试验;隧道涌水量【作者】李建伟【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300142【正文语种】中文【中图分类】U452.11工程地质超前预报是前沿性研究课题，而水文地质分析是工程地质超前预报的重要内容[1］[2］，研究的完善程度对重大工程施工运营安全具有指导意义。
黄涛、王建秀[3］[4］等学者对隧道涌水的物理地质特征、数理计算方法进行了探讨，然而这些研究很少涉及物探测试，多注重地下水化学的流场分析。
研究区内铁路隧道位于内蒙地区燕山余脉与阴山的交汇地带，全长28.94 km，属于铁路双线越岭特长隧道。
该工程已完成初步设计阶段的地质调查勘测工作，施工钻孔27孔，其中共进行水文地质试验21孔，综合测井8孔。
隧道全线进行了贯通物探测试，结合大面积的水文地质调绘，为研究本隧道的水文地质条件提供了基础。
1 隧址区地质概况1.1 地形地貌及地层隧址区处于内蒙古高原向松辽平原的过渡地段，地貌属剥蚀中低山区。
部分地段山体基岩多裸露，植被稀疏，仅个别沟谷中有人工林发育。
隧道范围内地势总体东北高，西南低，隧道顶部山势雄伟，地形崎岖复杂，多呈悬崖陡坎，沟谷切割强烈。
第23卷 第7期岩石力学与工程学报 23(7)：1150～11532004年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，20042002年4月5日收到初稿，2002年7月10日收到修改稿。
* 国家自然科学基金(49872082)和上海市重点学科项目(岩土工程)资助课题。
作者 王建秀 简介：男，31岁，博士后，主要从事隧道工程、新型支挡结构与地质灾害防治方面的研究工作。
隧道涌水量的预测及其工程应用＊王建秀 朱合华 叶为民(同济大学地下建筑与工程系 上海 200092)摘要 铁路、公路隧道穿越复杂富水地层时，宜采用动态设计与信息化施工的方法，其中，最为重要的问题是涌水量的计算。
涌水量的计算可采用正演和反演的方法，不能混为一谈。
结合工程实例分别采用正演和反演方法计算了隧道涌水量，得到本质上不同的结果。
计算结果表明，在施工前的预设计阶段，应采用正演的方法，采用经验类比、解析以及数值方法计算可能出现的涌水量；在隧道开始施工的动态设计阶段，则应根据采集的数据，采用反演的方法，分析和预测涌水量的变化，进而对预设计方案进行修正。
关键词 隧道工程，动态设计，信息化施工，涌水量计算，正演与反演分析分类号 U 453.6 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)07-1150-04FORWARD AND INVERSE ANALYSES OF WATER FLOW INTO TUNNELSWang Jianxiu ，Zhu Hehua ，Ye Weimin(Deptartment of Geotechnical Engineering ，Tongji University ， Shanghai 200092 China )Abstract Dynamic design and information-based construction are often adopted in deep buried tunnels in rocks abounding with in groundwater. The most important information collected in the course is the flowrate of groundwater. The flowrate from the surrounding rock s is calculated by forward and inverse methods ，with practical examples. The calculation results show that the forward and inverse analyses of water flow into tunnels are essentially different from each ofter. At the pre-design stage ，the flowrate can be obtained by the forward method ，engineering judgement ，and numerical or analytical calculations. During the dynamic design-construction stage ，the flowrate can be obtained with the inverse approach based on the measured data to improve the prediction and design.Key words tunnel engineering ，dynamic design ，information-based construction ，flowrate of groundwater ，forward and inverse analysis 1 隧道中的水害与隧道的动态设计铁路、公路隧道在穿越富水地层时，大多存在着涌水、突水以及高水压问题。
水底隧道涌水量预测方法的应用分析姬永红1,2,项彦勇1(11北京交通大学土木建筑学院,北京 100044;21上海市政工程设计研究院科研所,上海 200092)摘要: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。
关键词:水底隧道;隧道涌水量;预测方法中图分类号:P64116;P64215 文献标识码:A 文章编号:100023665(2005)0420084204收稿日期:2004207201;修订日期:2004209221作者简介:姬永红(19782),男,硕士,工程师,从事市政工程设计与科研工作。
E 2mail :ji —yh.yks @1 引言隧道工程通常都存在着程度不等的涌水或渗漏水。
国内外许多隧道都发生过涌水灾害,如法国仙尼斯峰隧道、日本青函隧道、前苏联北穆隧道、我国大瑶山隧道和军都山隧道等。
在成昆铁路的415座隧道中,施工期间有9315%的隧道发生不同程度的涌水或突水灾害,其中涌水量超过10000m 3Πd 的有8座,而严重涌水者13座[1]。
隧道涌水的存在,特别是在施工掘进期间,不仅填塞坑道、淹埋设备,给隧道施工带来了巨大的困难,严重者还会造成人员伤亡。
随着隧道设计水平、施工技术及机械的更新提高,隧道涌水量的预测问题就变得日益突出和迫切需要解决。
据统计,在我国10多座有名隧道中,预测的可能最大涌水量,接近实际情况的仅占10%左右;预测的经常涌水量,接近实际情况的仅占20%～30%[2]。
隧道涌水预测方法及防治对策浅究摘要：文章主要从隧道涌水突泥病害致灾机理出发，分别阐述了隧道涌水量的预测以及隧道涌水的防治对策，以期为行业提供有效的参考与借鉴。
关键词：隧道涌水；预测；防治对策一、隧道涌水突泥病害致灾机理隧道的建设需要在地下展开，且规模较大，其会深远地影响到隧址区局部地质发展进程。
启动阶段、快速发展阶段和停滞消亡阶段是在岩溶发展中的几个阶段：1. 启动阶段化学溶蚀是主要的介质受地下水作用的形式，在狭小的水流通道内，地下水基本不具备机械搬运能力，导致了岩溶比较缓慢的发展。
在水流不断集中的正反馈机制的强化下，岩溶开始更快的演化。
若主体通道宽至５～５０ｍｍ，则会出现紊流，地下水逐渐发挥出机械搬运能力，导致了岩溶的快速演化。
2.停滞消亡阶段由于水力坡度降低、地下水位下降，地下水溶蚀能力越来越弱、直到消失，结果导致岩溶的基本不发育。
全新巨大泄水通道因开挖隧道而形成，岩溶管道不再阻塞而变得通畅，因角砾及泥沙混于岩溶管道地下水中，水的冲蚀作用极大，岩溶发展得到了加速，不再以化学溶蚀为主，而是步入到在地下水动力环境内化学溶蚀和机械侵蚀同时作用的迅速发展期。
比起化学溶蚀，机械侵蚀会更加强烈和快速。
由于岩溶管道受到冲蚀扩宽隧道空间内岩溶充填物和岩溶水的涌出被加剧，并存在着较远处岩溶充填物流向隧道空间的可能。
二、隧道涌水量的预测隧道施工后涌水量的预测方法主要有时间序列分析法、灰色理论和神经网络等。
隧道涌水量预测受很多非确定性因素（大气降水大小、地下水径流状况、地球表面汇流特性、水文地质边界特点）的干扰，而且这些因素之间互相干扰，错综复杂，具有很强的随机性，所以如果采用确定性模型的预测结果往往是不准确的。
可以采用“黑箱”模型，用以类比存在水量、水质输入、迁移和输出的地下水基本单元及其组合，通过研究隧道涌水量历史观测结果的潜在发展趋势、发生时间和随机变化基本规律，从而构建了隧道涌水的时间序列预测模型。
通过在汕昆高速金花隧道这一工程实例应用中发现，预测序列的平均绝对误差为14．34%，反演系列的平均绝对误差为14．67%，其结果明基于该模型的隧道涌水量预测结果更为准确。
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。
公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测摘要：本文主要对公路隧道工程涌水条件及影响因素作了阐释，并结合实际工程案例就公路隧道工程水文地质勘察分析及涌水量预测作了应用探讨。
关键词：公路隧道；水文地质；勘察；涌水量预测在公路隧道掘进过程中，必然破坏含水或潜在含水围岩，揭露部分地下导水通道，使地下水或与之有水力联系的其它水体(地表水、地下暗河及溶洞等)突然涌入隧道，发生涌水突水灾害。
在水文地质勘测阶段要全面解决施工中所遇到的涌水量问题是不可能的。
尤其在岩溶地区，由于岩溶通道复杂，采用各种方法计算出来的涌水量只是个估算值。
对涌水方式、出水部位和涌水动态等问题，更是难以确定，因此有必要在施工中加强超前预报工作。
一、隧道涌水条件及影响因素根据隧道区水文地质勘探，可知隧道穿越富水区段主要为岩溶水和基岩裂隙水。
由于岩溶介质的控制，岩溶水赋存的最大特点是在空间和时间上的极不均匀。
在空间上，岩溶水赋存沿剖面上一般分为垂直入渗带、垂直水平交替带、水平循环带、深循环带四个水动力带川。
岩溶水赋存在平面上一般可分为垂直入渗区、水平运移区、集中排泄区三个区。
另外，在平面上断裂构造发育带、背斜轴部以及地表水体或岩溶大泉排泄区等岩溶水赋存很丰富。
在时间上，特别是在我国南方，岩溶水的水位、水量变化幅度大，变化频率高，动态响应快。
这反映出赋存的岩溶水的水位、水量在时间上具有明显的不均匀性，雨季水位较高，流量很大，而枯季水位较低，流量很小。
按裂隙介质的成因，基岩裂隙水可分为构造裂隙水、成岩裂隙水和风化裂隙水。
构造裂隙水储存和运移在构造裂隙中，由于构造裂隙极强的方向性，并由定向展布的裂隙组构成了不均一的裂隙网络。
因此，构造裂隙水的显著特征是含水介质的渗透性具有较强的各向异性和非均质性，特别在断层带中，这种特征更加显著。
成岩裂隙水是储存和运移在成岩裂隙中的地下水，由于成岩裂隙是由于岩石固结和收缩而成，因此，成岩裂隙水渗透的各向异性和非均质性较构造裂隙水差，且多受到一定层位和岩性的限制。
