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第卷第期山西建筑..
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山岭隧道地下水排放量对围岩水环境影响研究
伊兴芳
摘要:运用有限差分软件,结合关角隧道工程,建立了两种隧道防排水模型,基于流固耦合理论分析了隧道周
围渗流场的演变规律,得出水位降值随着莽/砌值的增大而减小,当界/,水位降值最大,为.。
全排水和限量排水两种模型的稳定水位降值分别在.~.和.~.之间。
关键词:围岩水环境,流固耦合,数值模拟,
中图分类号:. 文献标识码:
随着我国经济建设的蓬勃发展,交通隧道建设的需求在不断合片麻岩为主。
增加,大量隧道将修筑在深埋高水压的山岭地区,研究修建隧道关角隧道越岭区地质及水文地质条件较为复杂,本区历经多
对生态环境和地下水环境的影响意义重大,已经成为迫在眉睫的次构造运动,断裂较为发育,且规模较大,破碎带宽度一般为数十
问题。尤其在实施西部大开发战略的过程中,生态建设与环境保米,最宽的达数百米,受大气降水、地表水及深层地下水的补给,
护是决定西部大开发成功的关键。破碎带内常为地下水的富集地带,隧道在此地带往往会出现涌水
本文依托在建的西宁一格尔木二线关角隧道工程,研究高水及突水现象。同时构造运动造成岩体节理、裂隙发育,岩体破碎,
压山岭隧道围岩水环境变化,进而分析隧道控制排水量的大小, 为地下水的富集提供了良好的运移通道,岩层赋水性较好。
具有突出的工程实用价值。数值模拟计算模型建立及边界条件
工程概况本文中考虑到隧道开挖半径、人工边界和左、右隧洞对渗流
关角隧道位于既有青藏铁路西格段天棚车站与察汗诺车站场的影响,取宽度方向方向计算范围为,划分为个
之间,高程~,地形、地质条件复杂,工程艰巨,为有限差分单元;深度方向方向取至地下水面位置,即高度方向
全线的主要控制工程。新建隧道为两座平行的单线隧道,线间距计算范围为,划分为个有限差分单元,上部围岩
,均位于直线段上,隧道进口段为%的上坡,在岭脊设坡度只考虑重力作用。为简化计算,在隧道长度方向取隧道施工循环
代数差后,以.%的坡度连续下坡。进尺长度,则整个计算范围为××。
根据关角隧道工程地质勘测报告,结合本次隧道数值分析模
一型大小,隧道围岩只考虑混合片麻岩,岩体受构造影响较严重,节
格尔木方向西宁方向/,
理、裂隙较发育,岩体较完整,块状为主,岩质坚硬,围岩类别为
Ⅳ级。上部围岩的作用等效为面力,施加在模型顶部,隧道二次
衬砌采用防水混凝土。围岩力学参数由工程勘测资料提供,
并结合规范要求和数值模拟中参数折减需要,给出围岩的物理力
一学参数及衬砌混凝土参数,如表所示。数值计算中材料的力学
\. \ .
々模型采用弹塑性理论模型。
一螓
表不同模型的物理力学及水文参数
一
拳数全排水模型限量排水模型
围岩注浆圈衬砌围岩注浆圈衬砌
莨, . .
里程
干密度/· 一
注:弱富水区:地下水较发育,水化学类型为一型水,矿化度一般小于
,,水质较好,对混凝土无侵蚀性,地下水径流模数.·, 弹性模量/
可能正常通水量仉.,可能最大涌水量./。泊松比. . . . . .
低高山区:石炭系大理岩,变晶结构,块状构造