隧洞涌水(突水)发生的一般规律是什么?

从国内外隧洞涌(突)水实例可知,涌(突)水主要受岩性构造、区域地下水赋存和水文气象等条件的影响。

1.岩性构造条件

构造破碎带的岩性特征、空间展布、力学性质的发育规律是判断涌(突)水的前提条件。坚硬岩层、沉积岩中的砂岩、砾岩,绝大部分岩浆岩地段,构造发育使岩体破碎,尤其是断层破碎带,岩体具有一定的贮水空间,渗透性大;同时,断层破碎带起着贮水和导水两种功能。在这样的地段,易发生涌(突)水。当构造不发育,岩体完整,则不可能发生涌(突)水。坚硬岩石和软岩互层,构造破碎带表现为坚硬岩石破碎,软弱岩层泥化,这样的断层破碎带不具备贮水能力,但在一定的水头压力下,会产生突然地涌泥和突水,断层破碎带成为导水通道。

岩溶地区,由于岩溶的发育受构造、地壳运动、地下水和水的溶蚀性等多种因素的综合控制,断层破碎带地段岩溶发育程度高,常见溶隙管道、溶洞等,而非断层破碎带地段岩溶发育程度相对较差,常发育一些小的溶孔、溶隙等,且发育深度一般比构造破碎带地段要浅得多,因此,断层破碎带的岩溶水的涌(突)水问题突出。

2.区域地下水赋存条件

岩性和构造条件的好坏是决定发生涌(突)水的地质基础和必要条件,而地下水是造成隧洞具有外水压力以及施工中大量涌水的直接原因,但要确定涌(突)水的类型和涌(突)水的水量,则需要通过分析区域地下水赋存条件,确定其补给区、径流区和排泄区,掌握地下水位动态规律。

(1)当隧洞高程高于地下水位,则一般不会发生涌(突)水,只有在雨季可能会发生暂时性漏水。

(2)当隧洞高程低于地下水位,将发生涌(突)水,其涌(突)水量的大小除取决于破碎岩石的透水性、涌水点与地下水位相对高差外,还取决于涌水点所处破碎岩石含水带的相对位置。若涌水点位于地下水含水带的补给区,则总涌水量相对较小;若涌水点位于地下水含水带的排泄区,则总涌水量大。

(3)岩溶区地下水系统复杂,许多的溶蚀裂隙和岩溶管道构成相互连通的地下水含水系统,形成渗漏涌(突)水通道。因此,查明岩溶区地下水分布规律以及岩溶通道的连通情况是岩溶地区隧洞设计和施工的重要工作。

3.水文气象条件

地下水通常不是孤立存在的,为自然界的水循环的重要组成部分,水文、气象条件决定了地下水的补给条件。因此,需要调查研究隧洞线路区的水系分布,年径流量的年内分配,同时调查研究隧洞线路区的地形特征,尤其是断层破碎带出露的地形特征、汇水条件及汇水面积。在基岩山区,当构造破碎带顺河发育时,地表水将不断入渗补给地下水;当构造破碎带顺山谷出露时,雨季山谷的汇水将入渗补给地下水。前者将发生长期大流量的涌水,后者仅在雨季发生大流量的涌水。当构造破碎带出露在山坡上,由于汇水条件差,地下水接受补给困难,一般不大可能产生大流量长时间的涌水。

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