隧道涌水量计算公式

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=22)lg (lg 733.0hH 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：()212ln 25.3S St 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、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*AQ—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*AQ—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*AQ—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)。

隧道涌水量的预测摘要：通过对隧道工程地质勘察，以不同方法计算的隧道涌水量，经分析对比，确定隧道最大涌水量，对隧道的设计、施工起到超前预防作用。

关键词：隧道涌水量，水文地质试验，渗透系数，汇水面积，降水入渗系数1前言隧道涌水量的计算，是工程地质勘察过程中非常重要的一环，尤其对于长-特长隧道，其数值的大小，直接关系到设计、施工所采取的涌、排水措施。

本文通过工程地质勘察过程中不同隧道涌水量计算的实例，讨论了隧道涌水量预测过程中需要注意的几个问题。

2水文地质试验水文地质试验是隧道涌水量计算的关键一环，应根据水文地质条件和场地条件，选用抽水、压水、注水及提水试验等方法。

下面仅就各种试验时应注意的问题介绍如下：2.1抽水试验1、稳定流抽水试验的水位降深次数，一般进行3次，当勘探孔的出水量较小或试验时出水量已达到极限时，水位降深可适当减少，但不得少于2次。

2、当出水量和动水位与时间关系曲线只在一定范围内波动，且没有持续上升或下降趋势时，判断为抽水试验稳定。

2.2压水试验1、压水试验宜采用自上而下的分段压水方法，同一工程中试验段长度应保持一致。

2、试验段长度一般为5m，最长不得超过10m。

3、压水试验宜采用3个压力阶段，一般采用0.3Mpa、0.6 Mpa、1.0 Mpa。

4、压水试验中，每10min宜观测一次压水流量，每一压力阶段在流量达到稳定后延续1.5-2.0h即可结束。

2.3注水试验注水试验一般采用钻孔常水头注水法。

1、采用清水向孔内注水，当水位升高到设计的高度后，控制水头、水量保持稳定。

2、注水试验应进行3次水位升高，每次水位升高宜采用2、4、6m，间距不宜小于1m。

2.4提水试验提水试验采用定水位降深法。

1、单位时间内提水次数应均匀，提出的水量大致相等，并达到水位水量相对稳定。

2、水位水量每隔30min测定一次，计算出出水量，出水量波动值为±10%，水位波动范围10-20cm，即为稳定。

3、提水试验延续时间，应在水位、水量相对稳定后在进行4h即可结束。

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*AQ—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*AQ—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*AQ—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)。

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*AQ—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*AQ—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*AQ—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)。

隧道反坡排水的施工及涌水量的预测与计算摘要：通过对锦屏山隧道辅引3#施工支洞反坡排水的施工与突发事件的处理，介绍反坡排水的设计、施工、设备选型、施工及突发事件的处理效果。

根据实例论述了隧道涌水量预测的思路、基本原理与方法，对隧道内涌水量的预测及预防有深切意义。

关键词：隧道反坡排水涌水量超前探测方法半经验半理论公式1、工程简介：1.1工程概况：辅引3#施工支洞是连接辅助洞与锦屏二级水电站的施工排水洞、4#、3#、2#、1#引水隧道的工程施工的一条重要施工支洞，是为确保2012年首台机组按期发电的重要措施之一。

斜井总长为1156.516m，最大坡度为11%。

该施工支洞穿越中部第五出水带，预计单点涌水量可能达300～500L/s；汇总水量在施工支洞开挖期间为1m3/s；该施工支洞投入使用后，在引水隧洞进行开挖期间，达1.5 m3/s。

1.2水文地质情况：锦屏山属裸露型深切河间高山峡谷岩溶区，主要接受大气层降水补给。

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上；雅砻江流域洪水主要由于暴雨形成，年平均最大流量8000m3/s，且河中泥沙较多。

工程区内碳酸岩盐约占90%，其余为碎屑岩和少量绿泥石片岩；在施工中最大突发水量是涉及施工安全和进度的重要水文地质问题，而对其预测又十分困难，对于施工中突发的涌水问题要采取提前探测，对中小涌水点采用“以堵为主，堵排结合”的方案以减少对环境影响并有利于施工。

1.3洞内主要涌水点：2、反坡抽排水总体方案：反坡抽排水系统应遵循“以防为主、防排结合、多道防线、刚柔相济、因地制宜、综合治理，采用及时探、大水引、小水堵、接力排的措施，即探、引、堵、排相结合。

可控排放，择机封堵的原则进行综合治理的原则。

辅引3#支洞排水均为反坡排水，采用机械排水，设置多级泵站接力排水。

施工工作面采用移动式潜水泵抽水至就近的临时集水坑内，其余已施工段出水经临时排水沟引至集水坑内，由坑内潜水泵将水经管路接力性抽至洞口处经处理排放；考虑清淤和施工的方便性，在洞内右侧每40m设置一集水坑，并设置大功率水泵。

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=22)lg (lg 733.0hH 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：()212ln 25.3S St 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、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*AQ—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*AQ—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*AQ—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)。

隧道涌水量估算简析说明：本次主要依据《公路隧道设计规范》JTG D70-2004，针对钻爆法施工的山岭隧道关键词：隧道围岩；围岩分级；地下水；综合围岩分极；1、前言随着技术水平和施工要求的提高，基于定性分析的隧道涌水量预测逐渐发展为定量评价与计算。

尤其是近几年凡涉及隧道勘察部分，均要求设置合理的现场水文试验项目，根据水文参数对隧道涌水量进行定量评价与计算。

根据我公司完成的某工程岩土工程勘察报告，对隧道涌水量估算的过程进行简要的概述。

本项目坑道部分全长约470m，洞室工程约2900㎡。

2、坑道部分水文地质条件基岩裂隙水主要存在构造裂隙和风化裂隙中。

接受大气降水及第四纪松散岩类孔隙补给，构造裂隙不太发育，补给量少，透水性差，水量贫乏。

节理裂隙密集带、强风化带和断层破碎带透水性和富水性相对较好。

基岩裂隙水沿张裂隙下渗至中风化岩面，由高处向低处流动。

地下水在重力作用下，沿一定水力梯度由高水位向低水位迳流，主要沿基岩迳流。

3、现场水文地质试验的选择为了测定岩体的裂隙性和渗透性，提供相关的水文地质参数，可选择的现场水文地质试验方法有：⑴现场抽水（提水）试验在坑道钻孔中进行，坑道钻孔孔深一般50～100m，基岩裂隙水水量贫乏，仅节理裂隙密集带、强风化带和断层破碎带透水性和富水性相对较好。

如设置观测孔意义不大，同时会增加不少的额外工作量。

采用不带观测孔抽水也只能初步测定含水层的渗透性参数。

现场抽水（提水）试验历时较长，一次试验（三个落程）至少需要24个小时以上。

综合分析现场抽水（提水）试验对本工程性价比很低，不大适宜。

⑵现场注水试验采用分段试验法进行，在勘探孔深较浅时比较实用，随着钻孔深度的增加，需对上部非试验段进行水泥护壁、止水。

止水后再进行钻探，止水效果难以保证，容错率较低，同时封孔止水过程等待时间较长，严重影响施工进度。

⑶现场压水试验试验方法为单栓塞分段隔离法。

可在钻探过程选择有针对性的地层（如节理密集带、断层破碎带）作为试验段，灵活性较大，本工程较适宜。

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：H2- h2其中：K ------- 渗透系数（m/d）Q ----- 出水量（m3/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 w ---- 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:r w----- 钻孔半径（m）。

H――自然情况下潜水含水层的厚度（m）51——抽水稳定时的水位降深（m）。

52——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Si恢复到S2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。