专利汇可以提供一种隧道断裂破碎带涌水的止水处置方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种山区隧道断裂 破碎 带涌 水 的处置方法,包括以下步骤:根据隧止区 地下水 系统边界、边界条件、初始条件、 断层 因素概化,采用基于多孔介质模型的MODFLOW程序对基岩山区裂隙含水层进行模型的建立和水文地质参数识别;基于水文地质模型进行隧道因素概化、瞬时涌水量计算和稳定涌水量计算;基于隧道涌水量计算结果,结合隧道衬砌降压,确定隧道围岩的泄水孔止水承压模式,进行止水承压试验确定相关参数,据此,运用优化控水模式实施隧道排水。本发明将释压泄水孔、衬砌施工与生态社会用水需求相结合形成的一种综合处置方法,可灵活调整泄压部位,分解施工压 力 ,并加固围岩,有效保证工程建设与安全。,下面是一种隧道断裂破碎带涌水的止水处置方法专利的具体信息内容。
1.一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)建立水文地质概念模型:根据隧止区地下水系统边界、边界条件、初始条件、断层因素概化,采用基于多孔介质模型的MODFLOW程序对基岩山区裂隙含水层进行模型的建立和水文地质参数识别;
(2)对隧道涌水量预测模拟:基于水文地质模型进行隧道因素概化、隧道涌水量计算、瞬时涌水量计算和稳定涌水量计算;
(3)确定隧道围岩泄水孔止水承压模式:基于隧道涌水量计算结果,结合隧道衬砌降压,确定隧道围岩的泄水孔止水承压模式;
(4)进行止水承压试验:基于隧道围岩泄水孔止水承压模式,进行止水承压试验。
2.根据权利要求1所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,步骤(1)所述的地下水系统边界是基于SRTM DEM数据、Google地球数据或地形图资料进行地表水系的提取,生成地表水子集水区;
所述的边界条件以子集水区的山脊边界或河流自然边界为主,子集水区的山脊视为无流量边界,河流视为定水头边界;
所述的初始条件根据施工前期进行的钻孔地下水测量结果,将钻孔地下水位数据与地表高程数据进行回归分析,确定相关系数;
所述的断层因素概化是将断层带和破碎带概化为中等透水性岩体,结合钻孔资料和隧道地质剖面图,首先生成隧道沿线垂直水文地质剖面,然后结合地表地形TIN生成三维地质实体模型。
3.根据权利要求1所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,所述的水文地质参数包括隧址区穿越的岩层性质、埋深与断层发育状态、区域内地下水发育来源及埋深、浅部岩层风化裂隙发育及破碎状态、裂隙水含量、大气降水及补给规律、地下径流排泄形式以及地下水裂隙渗流形式。
4.根据权利要求1所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,步骤(2)对隧道涌水量预测模拟具体步骤为:
(1)隧道因素概化:在水文地质模型中将隧道概化为一类边界条件(内边界),当开挖至某个网格单元时,将该网格单元的水头值设置为其所在的标高;
(2)隧道涌水量计算:结合隧道的开挖过程,隧道所在的一类边界(内边界)不断延伸,不断设置新开挖段所在的网格单元为模型的内边界条件,最后进行MODFLOW模拟计算得到的地下水流场和涌水量,往复计算直至隧道开挖完毕;
(3)瞬时涌水量计算:所述瞬时涌水量为隧道掘进至开挖面时发生的涌水量,是对水文地质模型进行瞬态分析的结果;
(4)稳定涌水量计算:通过隧道水文地质数值模型求得隧道(开挖面)开挖前的模拟结果(地下水位分布),以此水头分布作为开挖模拟的初始水头估计值,进行稳定流模拟,然后求得开挖后的稳定流场,最后利用ZoneBudget模块计算开挖面的稳定涌水量。
5.根据权利要求1所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,步骤(3)隧道围岩泄水孔止水承压模式具体为:
H=P/ρg+z=alnt/ρg+b/ρg+z,
其中,H为泄水孔处止水承压后不同时刻对应的水头,t为承压历时;a,b为模型需要确定的参数,ρ为水密度,g为重力加速度,z为重力水头,取为泄水孔处高程。
6.根据权利要求1所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,步骤(4)止水承压试验具体步骤为:
(1)在涌水段初期支护施工完成后,选取初期支护施工后预留的三处不同位置泄水孔开展止水承压试验;
(2)在隧道内圈划涌水严重区段,在各区段揭露剖面钻设呈网格状布设的释压泄水孔,释压泄水孔内安装泄水滤管,泄水滤管的末端安装三通,三通的另外两端分别安装阀门和压力表;
(3)将释压泄水孔喷浆锚固,使其与围岩密实;
(4)试验开始后,关闭泄水孔阀门监测记录水压随时间动态变化过程,为分析不同时间尺度水压变化,设置短时和长时两种监测时长,短时监测具体设置为:在泄水孔止水承压后的300s内进行连续监测,根据压力变化状况记录相对应的时间节点。受施工环境限制,长时监测设置为:选定1个泄水孔,记录止水后0,12,24,48,72和168h各时间点对应的压力表读数;
(5)连续2天内进行3次短时监测泄水孔止水承压后的水压历时过程,从小尺度揭示涌水点水头变化模式。
7.根据权利要求6所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,步骤(2)相邻释压泄水孔之间的间距为1.0-2.0m,泄水滤管内径为2-4cm,泄水滤管探入岩体部分长2-3m,其中3/5至4/5部分为网眼花管以透水,露出岩体部分为10-20cm。
8.根据权利要求6所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,所述压力表包括0-0.6MPa,0-0.1MPa,0-0.06MPa三种规格。
9.根据权利要求6所述的一种山区隧道断裂破碎带涌水的处置方法,其特征在于,其特征在于,步骤(5)具体方法为:采用释压泄水孔卸压的方法辅助衬砌施工,阀门在施工处关闭,其他处开启。
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