南水北調(diào)崇青隧洞施工涌水條件及涌水量研究

南水北調(diào)中線崇青隧洞工程具有地質(zhì)條件差、埋深淺、地下水位高等特點,隧洞洞挖施工困難較多,施工過程中,根據(jù)不同地段地質(zhì)情況采取不同的施工方案和方法,取得了較好的效果,對施工方案和施工方法作了詳細(xì)的介紹,并對支護施工中的格柵鋼架、鋼支撐作了介紹。施工過程中積累的經(jīng)驗對后續(xù)類似項目具有借鑒意義。

南水北調(diào)西線工程區(qū)地下徑流模數(shù)、巖體透水性及隧洞涌水量預(yù)測

通過對廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件的研究,分析礦床充水因素主要為大氣降水,礦體賦存于巖溶含水層。進行了井下礦坑雨季正常涌水量預(yù)測和最大涌水量預(yù)測,得出礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型,雨季日最大涌水量大,為礦區(qū)礦坑排水設(shè)計提供了依據(jù)。

通過對廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件的研究,分析礦床充水因素主要為大氣降水,礦體賦存于巖溶含水層。進行了井下礦坑雨季正常涌水量預(yù)測和最大涌水量預(yù)測,得出礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型,雨季日最大涌水量大,為礦區(qū)礦坑排水設(shè)計提供了依據(jù)。

應(yīng)用仿真技術(shù)對南水北調(diào)東線工程水量調(diào)度進行了模擬,建立了南水北調(diào)東線調(diào)水仿真模型。南水北調(diào)東線工程調(diào)水仿真模型對東線工程所經(jīng)過的黃河以南5個湖泊、13級提水泵站,黃河以北的4個水庫的水量調(diào)度聯(lián)合運行進行了模擬計算,模型既模擬了東線工程范圍內(nèi)各湖泊、洼淀間的水力關(guān)系,也模擬了供水區(qū)的水資源供需關(guān)系,取得了較好的成果,可以為有關(guān)部門的決策提供背景材料和決策依據(jù)。

采用面向?qū)ο蟮慕７椒ㄅc仿真技術(shù),建立南水北調(diào)中線工程系統(tǒng)仿真模型,開發(fā)系統(tǒng)仿真試驗平臺。借助該平臺模擬水量調(diào)度過程,可合理充分地利用各種水資源,實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,為決策部門提供有效可靠的參考方案。通過系統(tǒng)仿真試驗,近期調(diào)水方案能夠較好地解決華北地區(qū)的缺水問題

長江水利委員會水文局實時數(shù)據(jù)顯示:10月14日14時南水北調(diào)中線工程水源地——丹江口水庫水位達到160米,標(biāo)志著南水北調(diào)中線工程已經(jīng)具備通水條件。南水北調(diào)中線工程南起位于湖北省十堰市的丹江口水庫,調(diào)往京津冀豫等北方缺水的地區(qū)。根據(jù)規(guī)劃,10月下旬將正式向北方供水,一期工程年調(diào)水量95億立方米。南水北調(diào)中線水源公司

南水北調(diào)中線一期工程全面通水兩年來,工程安全平穩(wěn)運行,輸水水質(zhì)全線達標(biāo),累計從渠首陶岔引水超過60億m^3.為更好地優(yōu)化中線工程的實時供水調(diào)度,有必要對中線工程的水量調(diào)度方案、水量調(diào)度計劃和近兩年的水量調(diào)度實踐進行系統(tǒng)的總結(jié).介紹了南水北調(diào)中線水量調(diào)度方案、丹江口水庫年度可調(diào)水量、中線工程年度水量調(diào)度計劃以及中線工程近兩年水量調(diào)度實踐,分析了中線工程水量調(diào)度帶來的效益、工程供水量和實際輸水損失,總結(jié)了中線一期工程運行兩年來的調(diào)水實踐及存在的問題,提出了相應(yīng)的建議.

南水北調(diào)中線一期工程全面通水兩年來,工程安全平穩(wěn)運行,輸水水質(zhì)全線達標(biāo),累計從渠首陶岔引水超過60億m3。為更好地優(yōu)化中線工程的實時供水調(diào)度,有必要對中線工程的水量調(diào)度方案、水量調(diào)度計劃和近兩年的水量調(diào)度實踐進行系統(tǒng)的總結(jié)。介紹了南水北調(diào)中線水量調(diào)度方案、丹江口水庫年度可調(diào)水量、中線工程年度水量調(diào)度計劃以及中線工程近兩年水量調(diào)度實踐,分析了中線工程水量調(diào)度帶來的效益、工程供水量和實際輸水損失,總結(jié)了中線一期工程運行兩年來的調(diào)水實踐及存在的問題,提出了相應(yīng)的建議。

宋家溝鉬礦位于我國最重要的鉬礦產(chǎn)區(qū)-黃龍鋪地區(qū),通過對宋家溝鉬礦水文地質(zhì)條件及充水因素分析,發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)具有承壓性質(zhì)的基巖,基巖裂隙-溶隙含水層為礦區(qū)主要含水層,富水性中等,為礦床充水的主要影響因素.通過在區(qū)內(nèi)開展抽水試驗求取水文地質(zhì)參數(shù),采用解析法和水文地質(zhì)比擬法對淺部潛水和深部承壓涌水量進行預(yù)測,結(jié)果可知:區(qū)內(nèi)潛水含水層受大氣降水影響較大,計算可知單位長度礦坑最大涌水量預(yù)測為0.347m3/d;而承壓水的水量相對比較穩(wěn)定,受大氣降水影響較小,礦坑疏干排水量可視為礦坑正常及最大疏干排水量,為0.155m3/d.研究結(jié)果為礦山未來生產(chǎn)及礦井充水防治提供了基礎(chǔ)依據(jù).

本文基于茅坪山隧道地形地貌、氣候特征、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地表水徑流條件、地下水類型、地下水補給及排泄條件的研究,對茅坪山隧道施工涌水量進行預(yù)測,預(yù)測最大涌水量72000m3/d.結(jié)合勘察階段涌水量預(yù)測資料和配合施工階段涌水量觀測資料對比分析,提出隧道分段涌水量,為隧道排水能力評估及是否增加泄水洞提供可靠依據(jù).

擬建隧道位于貴州巖溶地區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，且隧道將橫穿過一條地下河下方，隧道遭遇巖溶涌突水的危險性較大。通過分析該隧道巖溶水文地質(zhì)環(huán)境，論述了隧址區(qū)巖溶發(fā)育分布規(guī)律、巖溶水補徑排條件，并采用地下水徑流模數(shù)法和大氣降水入滲法2種方法對比計算對隧道涌水量做出初步預(yù)測評價，為施工提供依據(jù)。

隧道巖溶突涌水問題是隧道施工或運營過程中的重大難題之一。以長基嶺隧道為例,進行了巖溶水文地質(zhì)專題研究,在對隧址區(qū)的巖溶進行野外水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,按分水嶺分區(qū)將地表巖溶分為12個區(qū),采用大氣降水滲入系數(shù)法計算各區(qū)的涌水量,并由離子示蹤試驗得到了各個區(qū)巖溶地下水運動規(guī)律。

擬建隧道位于黃龍景區(qū),通過段主要為強溶蝕巖溶—裂隙含水巖層,區(qū)內(nèi)構(gòu)造活躍、地形切割強烈,隧道遭遇巖溶涌突水的危險性較大。通過分析該隧道巖溶水文地質(zhì)環(huán)境,論述了隧址區(qū)巖溶發(fā)育分布規(guī)律、巖溶水補徑排條件及化學(xué)特征,并采用地下水徑流模數(shù)法和大氣降水入滲法2種方法對比計算對隧道涌水量做出初步預(yù)測評價,為施工提供依據(jù)。

代池壩煤礦進入深部開采,通過對礦區(qū)深部水文地質(zhì)條件研究與礦井充水因素分析,認(rèn)為礦床充水含水層為富水性弱~中等的砂巖裂隙含水層,各含水層間水力聯(lián)系差,深部開采面臨含水層地下水水壓變大,具有一定的危險性。礦井主要充水水源為大氣降水、含水層砂巖裂隙水、地表水和采空區(qū)積水。礦區(qū)主要充水通道是煤層開采后形成的導(dǎo)水裂縫帶和礦區(qū)范圍內(nèi)11個報廢鉆孔。采用了比擬法的計算:深部標(biāo)高+320~+50m范圍內(nèi)正常涌水量為234m~3/h,最大涌水量為509m~3/h。

筆者在對該鐵礦區(qū)水文地質(zhì)條件綜合分析的基礎(chǔ)上,探討了該礦礦床充水因素、礦井涌水量的預(yù)測,為礦井開采方案、排水設(shè)備和制定防治水措施的提供重要依據(jù)。今后類似礦井涌水量的預(yù)測,具有一定借鑒的意義。

2009年12月22日,在南水北調(diào)中線穿黃工程黃河南岸豎井內(nèi),工人們在慶祝隧洞貫通。當(dāng)日,南水北調(diào)中線穿黃工程上游線過河隧洞順利貫通。位于河南省鄭

南水北調(diào)中線穿黃工程盾構(gòu)隧洞是整個項目的控制性工程,其施工進度受地質(zhì)條件、盾構(gòu)機施工參數(shù)和工程組織管理的影響較大。本文根據(jù)穿黃工程盾構(gòu)隧洞的地質(zhì)條件、已定貨的盾構(gòu)機施工參數(shù)和初定的施工方案,建立了施工進度仿真系統(tǒng)模型,在此基礎(chǔ)上研制出動態(tài)仿真軟件,對盾構(gòu)隧洞的施工進度進行動態(tài)仿真,并對仿真計算結(jié)果進行了分析。

采用面向?qū)ο蟮慕７椒ㄅc仿真技術(shù),建立南水北調(diào)中線工程系統(tǒng)仿真模型,開發(fā)系統(tǒng)仿真試驗平臺。借助該平臺模擬水量調(diào)度過程,合理充分地利用各種水資源,實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,為決策部門提供有效可靠的參考方案。通過系統(tǒng)仿真試驗表明近期調(diào)水方案能夠較好的解決華北地區(qū)的缺水問題。

在對隧道兩側(cè)進行水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景,查明該區(qū)水文地質(zhì)條件。分析不同地層巖性的含水性和富水性,評價地下水的補給、徑流和賦存特征,預(yù)測隧道開挖時可能發(fā)生涌突水的位置。采用狹長水平廊道法、大氣降水入滲系數(shù)法、比擬法和大氣降水入滲法對隧道涌水量進行預(yù)算,為隧道施工開挖預(yù)防涌突水災(zāi)害提供依據(jù)。

對水文地質(zhì)條件的評價是礦井水害防治的重要工作。根據(jù)瑞龍煤業(yè)實際地質(zhì)條件,利用《煤礦防治水規(guī)定》關(guān)于礦井水文地質(zhì)類型的分類依據(jù),對礦井水文地質(zhì)條件進行綜合評價,評價結(jié)果為中等類型；然后根據(jù)大井法和積水廊道法對礦井涌水量進行計算,預(yù)測礦井涌水量約為44.74~48.49m~3/h。

鄭莊礦井3號煤層受奧灰含水層水害的威脅,在查明該礦井的水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,采用大井法和水文地質(zhì)比擬法對鄭莊井田3號煤層先期開采地段涌水量進行預(yù)測,研究結(jié)果可指導(dǎo)鄭莊礦井建設(shè)及采區(qū)防治水工作。