[发明专利]一种超前预报隧道涌水位置的方法

摘要

本发明涉及一种超前预报隧道涌水位置的方法，该方法为：在隧道开挖方向上，先利用单井同位素示踪法测出地下水渗流场任一空间点的地下水流的流速和流向，然后建立概念模型，通过数学演绎，推导出大致涌水位置与涌水量，最后进行局部的测温钻孔，根据地下水对岩体的温度影响，得到准确的涌水位置。该方法精确度高，减少了工作量，避免了人为因素的影响；同时，其既不受隧道施工影响，也对隧道施工无影响，并且提高了隧道预报的效率。

主权项

1.一种超前预报隧道涌水位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)、利用单井同位素示踪法测出地下水渗流场的水文地质参数；在隧道上方选取一处进行钻井，再将放射性同位素示踪剂投入所述钻井中，之后利用放射性探测器测定钻井处的地下水流向和流速；在单井同位素示踪法求得地下水流向和流速的基础上，结合其它理论准确求得渗流场的其他参数；/n所述结合其它理论准确求得渗流场的其他参数具体为：(a)在孔隙介质系统中，利用钻孔垂向流量，建立注水或抽水条件下稳定井流理论，测定含水层的渗透系数、静水位、含水层吸水或涌水量；(b)在裂隙介质系统中，结合注水或抽水时的裘布依方程和立方定理，测定各裂隙的等效水力隙宽、渗透系数、静水头和导水系数；/n(2)、基于所述水文地质参数建立水文地质概念模型；根据所述水文地质参数，合理地确定计算区域以及边界的位置和性质，并通过对计算区域几何形状、含水性质、边界性质、参数性质、地下水流状态的概化，建立水文地质概念模型；/n根据所述水文地质概念模型所反映的边界条件和初始条件建立裂隙岩体中地下水渗流方程；/n(3)、建立地下水渗流方程；/n(4)、基于所述地下水渗流方程进行数学演绎，预测隧道涌水的大致位置；在渗流区域内，基于所述地下水渗流方程，利用变分有限元法进行求解，得出节点水头值，计算涌水量，从而确定地下水的富集带或富集区，并利用经验公式粗略评估隧道涌水影响半径，从而预测隧道涌水的大致位置；/n(5)、在隧道左、右边墙1/2高度位置和拱顶位置分别布置岩体温度测试浅孔，实施浅孔岩体温度测试，比对不同位置岩体温度的差异与所预测涌水位置的关系，确定准确的涌水位置。/n