現以大支坪隧道PDK132+990突水溶腔段為例,采用水均衡法進行涌水量預測。
一、水文地質條件
大支坪隧道位于支井河與野三河間,I線全長8 775m、Ⅱ線全長8 789m,最大埋深495m,縱坡為“人”字坡。隧道區區域內地層有泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系地層,隧道通過巖溶發育的碳酸巖鹽類地段7.93 km,占隧道全長的90%。隧道所處地質構造主要有唐坪向斜、養長河背斜及斷裂5條。
PDK132+990巖溶段發育地層為三疊系嘉陵江組下部和大冶組上部灰巖,地表為水谷壩洼地,向斜構造,其間發育有F3斷層。由于大冶組底部為泥巖和頁巖地層,為相對阻水層,有利于處于該阻水層上部的灰巖地層巖溶和地下水發育。地下水流向由北東流向南西,排泄于野三河下游。地下水主要受大氣降水補給,地表深孔測得的地下水位埋深160m左右(標高943m),洼地匯水面積6.06 km2,見大支坪隧道區地下水流向圖(圖7-1)和PDK132+990巖溶段水文地質縱斷面圖(圖7-2)。
圖7-1大支坪隧道區地下水流向圖
圖7-2大支坪隧道PDK132+990巖溶段水文地質縱斷面
二、涌水量預測
(一)計算公式
Q=1 000·α·X·A·η
(二)參數確定
(1)隧道集水面積A。該段的集水面積應為水谷壩洼地的匯水面積,為6.06km2;
(2)降雨量X。降雨量的取值參見相鄰的野三關隧道。降雨量以15.79mm為正常涌水量降雨量參數,取設計頻率下五年一遇(92.7mm)和五十年一遇(144.8mm)的雨量值作為最大涌水量的降雨量參數。
(3)降水入滲系數α。由于大支坪隧道 “990巖溶異常”段的水文地質條件與相鄰野三關隧道5#暗河系統相似,所以取其降水入滲系數0.4。
(4)時間滯后系數η。取5#暗河的巖溶滯后系數0.3。
(三)計算結果
計算結果如表7-5所示。
表7-5PDK132+990巖溶段涌水量預測成果
三、涌水量預測評價
根據對PDK132+990異常段揭示后的涌水觀測,最大涌水量為5萬m3/d(2006年10月1日),正常涌水量為8 000m3/d左右;2008年3月~10月期間,最大涌水量為4.04萬m3/d,正常涌水量為8 000m3/d左右。
預測涌水量與實際涌水量對比如表7-6所示。兩者之間存在一定的差距,實際涌水量比預測的涌水量小,除說明該段水文地質條件復雜外,可能原自然排水通道還在發揮部分排水作用,隧道并沒有完全襲奪全部洼地地下水;另一方面,預測涌水量大于實際涌水量,對施工防范風險還是有利的。
表7-6預測涌水量與實際涌水量對比表
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