大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测

李睿; 周洪福; 李树武; 巨广宏; 刘万林; 唐文清

doi:10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202308024

大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测

李睿^{1, 2,},
周洪福^2, ,,
李树武³,
巨广宏³,
刘万林³,
唐文清²

1.
山东科技大学地球科学与工程学院，山东青岛　266590
2.
中国地质调查局成都地质调查中心（西南地质科技创新中心），四川成都　610081
3.
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安　710061

基金项目: 科技部重点研发项目（2021YFB2301305）；第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0904）

详细信息

作者简介:
李睿（1999—），男，硕士研究生，主要从事工程地质工作。E-mail：1157648708@qq.com

通讯作者:
周洪福（1980—），男，博士，教授级高级工程师，博士生导师，主要从事工程地质与地质灾害调查研究工作。E-mail：zhf800726@163.com

中图分类号: P641.2
计量
- 文章访问数: 320
- HTML全文浏览量: 19
- PDF下载量: 26
出版历程
- 收稿日期: 2023-08-09
- 修回日期: 2023-12-17
- 录用日期: 2023-12-27
- 网络出版日期: 2024-11-21
- 刊出日期: 2025-01-14

Prediction of water inflow after excavation of underground chamber group with long span and high buried depth

1.
College of Earth Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong　266590, China
2.
Chengdu Center, China Geological Survey （Southwest Geological Science and Technology Innovation Center）, Chengdu, Sichuan　610081, China
3.
China Electric Power Construction Group Northwest Survey and Design Institute Co. Ltd., Xi’an, Shaanxi　710061, China

摘要

摘要:
大型地下洞室群开挖后的涌水量预测对于地下工程的安全施工与运行具有重要意义。为预测地下洞室群开挖后的涌水量，以提供排水防渗设计参考，以新疆某抽水蓄能电站大型地下厂房洞室群为研究对象，分别从地下水活动特征、钻孔压水试验成果、岩体结构面发育情况等方面分析坝址区岩体的渗透特性。为体现预测结果的可靠性，分别采用地下水动力学法和数值分析法对地下洞室群开挖后的地下水渗流场变化和正常涌水量进行分析和预测。研究结果表明：地下洞室群开挖后具有明显的渗漏和排水作用，主厂房承担了洞室群渗流的大部分涌水量，最易发生渗透破坏变形的部位位于洞室开挖线边角处。地下水动力学法和数值分析法预测的洞室群开挖后的正常涌水量分别为7442.88 m³/d和7218.32 m³/d，结果误差为3.1%，两者预测结果吻合较好。基于工程安全角度考虑，选取地下水动力学法佐藤邦明经验式计算结果7442.88 m³/d作为该抽水蓄能电站地下厂房洞室群开挖后正常涌水量预测值。分析成果可为大型地下洞室群开挖施工及排水防渗设计提供参考依据。
- 抽水蓄能电站 /
- 地下洞室群 /
- 数值分析 /
- 渗流场 /
- 地下水动力学法 /
- 涌水量预测
Abstract:
Predict the water inflow after excavation of large underground caverns is crucial for the safe construction and operation of underground engineering. To predict the water inflow of underground caverns after excavation and provide guidance for drainage and anti-seepage design, this study focused on the large underground powerhouse caverns of a pumped storage power station in Xinjiang, and analyzed the seepage characteristics of rock mass in the dam site area in terms of groundwater activity characteristics, borehole water pressure test, and the development of structural planes in the rock mass. To enhance the reliability of the prediction results, the change of groundwater seepage field and normal water inflow after excavation of underground caverns are analyzed and predicted by groundwater dynamics method and numerical analysis method, respectively. The results show that significant seepage and drainage occur after the excavation of the underground caverns, with the main powerhouse bearing the majority of the water inflow from the surrounding cavern group. The most prone to seepage failure and deformation is located at the corner of the excavation line of the cavern. The normal water inflow after excavation of the cavern group predicted by the groundwater dynamics method and the numerical analysis method are 7 442.88 m³/d and 7 218.32 m³/d, respectively, resulting in a 3.1% error, demonstrating strong agreement between the two methods. Based on engineering safety considerations, the calculation result of Sato’s empirical formula 7 442.88 m³/d is selected as the predicted value of normal water inflow after excavation of underground powerhouse cavern group of a pumped storage power station. These findings provide a scientific basis for the drainage and anti-seepage design of a large underground cavern group in the early stage of construction.
- pumped storage power station /
- underground cavern group /
- numerical analysis /
- seepage field /
- groundwater dynamic method /
- water inflow prediction

HTML全文

大型水电工程地下厂房洞室群通常位于地下水位以下，具有埋深大、边墙高、跨度大，并且多个硐室集中分布在狭小区域范围内的特点^[1]。叠加各类复杂地质条件的影响，在地下洞室开挖后，经常面临涌水、突泥等灾害，造成重大人员伤亡和财产损失。2002年3月21日，渝怀线圆梁山隧道先后发生71次突水突泥，最大涌水量达7.2×10⁴ m³/h，造成9人死亡。2008年4月14日，宜万线马鹿箐隧道先后发生特大突水突泥灾害19次，工期延误超过两年^[2]。

目前计算地下洞室涌水量的方法主要有地下水动力学法^{[3 − 4]}、大井法^[5]、水均衡法^[6]、水文地质比拟法^[7]和数值分析法等^{[8 − 9]}，每种方法都具有一定的适用条件。李凡等^[10]系统分析GMS、FEFLOW、Visual MODFLOW、Visual groundwater、MT3DMS等地下水渗流模拟软件的原理和方法，总结软件在渗流场模拟方面的应用。王振宇等^[11]从水文地质比拟法、水均衡法、地下水动力学法、相关因素分析法、数值计算法和非线性理论方法等6种隧道涌水量计算方法的基本原理出发，讨论各种方法的优点、不足与适用条件。在针对矿井涌水量预测的问题，刘谋等^[12]构建地下水三维非稳定流数值模型，预测煤层开采条件下矿井涌水量和潜水位降深场。

关于地下洞室涌水量的预测方法，前人进行了较多的研究。但在实际工程中因地下水活动特点^[13]、岩体裂隙发育情况^[14]及渗流场分布等因素^[15]，对于深埋地下洞室，单独采用某一种涌水量预测方法不足以说明其预测结果的合理性。因此，在大型地下工程前期规划和可研阶段，基于工程设计资料建立宏观的计算模型，采用多种方法预测地下洞室开挖后的涌水量并进行对比分析，对于优化复杂地质条件地区大型地下硐室的防渗设计是必要的。

新疆某抽水蓄能电站大型地下厂房洞室群沿线埋深大，坝址区地层岩性复杂，坡表岩体风化严重，地下潜水位位于洞室群顶板之上，洞室开挖形成后，受到地下水渗流影响，在岩体中会发挥类似于集排水管道的作用。因此，分析和预测地下洞室开挖后的渗流场变化和涌水量对于地下洞室开挖后的施工及排水设计是必要的。在分析坝址区地下水活动特征、钻孔压水试验成果和岩体结构面发育情况等方面对地下洞室群周围岩体渗透特性的影响基础上，计算得到坝址区岩体加权平均渗透系数，并根据地下厂房系统工程设计资料建立了坝址区二维剖面渗流分析数值模型^{[16 − 17]}，分别采用地下水动力学法和数值分析法分析和预测地下洞室群开挖后的渗流场及正常涌水量。将两者预测结果进行对比分析，进一步体现地下洞室群开挖后正常涌水量预测结果的合理性和科学性。研究成果可为抽水蓄能电站大型地下厂房洞室群开挖施工与排水方案的设计提供参考依据。

1. 研究区概况

抽水蓄能电站位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州和静县境内的开都河中游，河流深切，呈“V”型谷，表现出构造侵蚀地貌类型的特征。工程区属天山褶皱构造带，总体地势向东南倾斜（图1）。电站规划装机容量2 100 MW，工程为一等大（Ⅰ）型工程。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站等组成。坝址区地层岩性为泥盆系中统英安质凝灰岩（ $D_{2}^{It}$ $D_{2}^{It}$ ）、安山质凝灰岩（ $D_{2}^{at}$ $D_{2}^{at}$ ）、微晶白云岩（ $D_{2}^{Dm}$ $D_{2}^{Dm}$ ）、第四系（Q）以及少量华力西期侵入花岗岩（γ₄）。拟建的输水发电系统地下厂房洞室群布置在开都河左岸，位于上下水库间山体内，洞室群埋深420～500 m，钻孔揭露潜水位高程为2037 m。地下厂房洞室群主要由主厂房、主变室、尾闸室3大主要地下洞室组成，其中主厂房长239 m，宽26.6 m，高62 m，底板高程1 667.4 m；主变室长180 m，宽19.5 m，高34.2 m，底板高程1 697.4 m；尾闸室长159.5 m，宽8 m，高24.4 m，底板高程1675.6 m。拟建3大洞室平行布置，轴线方向为NE70°（图2）。

图 1 某抽水蓄能电站地理位置图

Figure 1. Geographical location of a pumped storage power station

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 地下厂房洞室群平剖面示意图

Figure 2. Plane section of underground powerhouse cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析

2.1 坝址区地下水发育特征

地下水的渗流发育情况和分布以及岩体结构，对地下洞室围岩渗透性有重要影响。地下厂房勘探平洞PD01长度770 m（图2），研究人员对平硐围岩揭露的地下水情况进行测量统计，结果表明：围岩处于干燥状态的洞段432 m，处于潮湿状态的围岩122 m，处于滴水状态的围岩207 m，流量约0.5 L/s，而处于渗水至流水状态的围岩只有9 m，流量约2.3 L/s。有水段（渗水、流水、涌水）与无水段（干燥、潮湿）比例分别为28%，72%。基于现场调查统计，平洞内岩体结构以镶嵌-次块状结构为主，有水洞段主要分布在镶嵌碎裂结构岩体以及次块状结构的较差完整性岩体，渗流的发育与围岩的岩体结构具有较好的对应性：岩体结构相对较差的地段，地下水也较为发育^[18]。

2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析

坝址区工程地质勘察采用常规压水试验，在钻孔指定范围内每5 m作为一个试验段，进行压水15 min，每5 min记录一次压入流量和压力值。为使数据最接近吕荣值定义压力，常采用单段试验最大压力阶段所对应的流量值（Q_max）和压力值（P_max）计算该段岩体的吕荣值^[19]，计算式如式（1）。

q = \frac{Q_{max}}{L \cdot P_{max}}

q = \frac{Q_{max}}{L \cdot P_{max}}

(1)

式中：q——试验段的吕荣值/Lu；

L——试验段长度/m；

Q_max——最大压力对应的压水流量/（L·min⁻¹）；

P_max——最大试验压力/MPa。

Zk301压水试验钻孔位于主厂房正上方（图2），孔口高程2167 m，深度为547.3 m，在钻孔深度46～546 m范围内进行了常规压水试验，试验得到的吕荣值随钻孔深度变化曲线见图3。试验结果表明：在钻孔深度46～96 m段，岩体的吕荣值9.0～84.6 Lu，渗透性较强，可知该段岩体位于坡表强风化强卸荷带内，岩体较为破碎。而钻孔深度超过96 m后，450 m钻孔深度范围内岩体吕荣值全部小于或等于1，且起伏很小，表明岩体完整性较好，渗透性弱，与现场调查到边坡浅部和深部岩体的实际岩体结构及完整性基本一致，反映了压水试验成果的正确性和合理性。总体而言，在地表浅部岩体吕荣值较大，随着钻孔深度的加深，岩体的吕荣值呈现明显下降趋势并迅速达到稳定状态，表明坝址区深部岩体渗透性较差，在垂向上岩体整体的渗透性变化很小。因此，基于Zk301钻孔压水试验分析得到的岩体渗透特性，在数值模拟计算分析中深部岩体可视为各向同性材料，同时也满足地下水动力学法计算地下洞室开挖后涌水量的岩体垂向渗透性差别不大的适用条件。

图 3 吕荣值随钻孔深度变化曲线

Figure 3. Change of Lugeon value with the drilling depth

下载: 全尺寸图片幻灯片

根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487—2008）^[20]的相关规定，将岩体透水率吕荣值按照大小分为微透水段（0～1 Lu）、弱透水段（1～10 Lu）和中等透水段（10.0～21.7 Lu）。对厂房区其他14个压水试验钻孔（Zk01、Zk03、Zk05、Zk11、Zk13、Zk15、Zk17、Zk19、Zk23、Zk49、Zk51、Zk53、Zk55、Zk59）共计159段压水试验成果进行统计（图2）：中等透水有44段，占比27.7%；弱透水有101段，占比63.5%；微透水有14段，占比8.8%。基于统计结果可知，坝址区岩体基本属弱-中等透水岩体，取1 Lu=0.00432 m/d。

2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用

岩体结构面对于地下水流动具有明显的控制作用，具体表现为地下水的流动速度和方向。根据现场对PD01勘探平洞的调查，主要结构面、断层共计15个，普遍充填岩屑、岩片，宽度5～70 cm，倾向以S向为主（图4），少量NE向、NW向和SE向。结构面宽度越宽，地下水流动速度越大，岩体结构面所形成的裂隙通道改变了原渗流方向，洞壁流水、渗水沿结构面倾向方向流出。另外，岩体裂隙也使地下水有更多机会进入岩体内部，使岩体进一步“软化”，提高了地下水的渗透性。

图 4 PD01勘探平洞洞内主要断层结构面玫瑰图

Figure 4. Rose diagram of main fault structural plane in the exploration adit tunnel PD01

下载: 全尺寸图片幻灯片

2.4 坝址区岩体渗透系数的确定

根据上述分析，钻孔压水试验中吕荣值最小为0.2 Lu，属微透水段（图3），在洞室群以上岩体未发现较好的隔水层。以坝址区14个钻孔159段压水试验成果的岩体透水性强弱所占比例为主要依据，采用加权平均吕荣值（表1）作为地下水动力学法计算岩体正常涌水量的加权平均渗透系数^[21]。

表 1 吕荣值加权平均值计算表

Table 1. Weighted average calculation of Lugeon value

渗透性强弱	范围值 /Lu	平均值 /Lu	权重 /%	加权平均吕荣值/Lu
微透水	0～1.0	0.50	8.8	0.044
弱透水	>1.0～10.0	5.50	63.5	3.492
中透水	>10.0～21.7	15.85	27.7	4.390
平均值	0.044 Lu+3.492 Lu+4.390 Lu=7.926 Lu
平均渗透系数	K=7.926 Lu=0.03424 m/d

下载: 导出CSV

| 显示表格

3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量

3.1 计算方法选择

地下水动力学法又称解析法，是计算洞室涌水量的常用方法。是根据地下水动力学原理，用数学解析的方法，对给定边界值和初值条件下的地下水运动建立经验解析式并通过计算得到涌水量。结合上述分析，地下洞室群沿线岩体埋深大，岩体在垂向上岩体渗透性差别不大，且都位于潜水位以下，可作为潜水含水体。根据《铁路工程水文地质勘察规程》（TB 10049—2004）^[22]和《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（DL/T 5213—2015）^[23]的推荐，分别采用佐藤邦明经验式（式2）和多布诺沃里斯基公式（式3）计算地下洞室群开挖后正常涌水量。

（1）佐藤邦明经验式：

q_{s} = q_{0} - 0.584 \cdot ε \cdot K \cdot r_{0}

q_{s} = q_{0} - 0.584 \cdot ε \cdot K \cdot r_{0}

(2)

式中：q_s——隧洞通过含水体地段的单位长度正常涌水量/（m³·d⁻¹·m⁻¹）；

$ε$ $ε$ ——试验系数，一般取12.8；

r₀——洞身横断面等价圆半径/m；

q₀——根据佐藤邦明非稳定流式计算出的单位长度最大涌水量/（m³·d⁻¹·m⁻¹）；

K——岩体渗透系数/（m·d⁻¹）。

（2）多布诺沃里斯基公式：

Q = 2.73 K \frac{(H + L) S}{\lg \frac{R}{r_{0}}}

Q = 2.73 K \frac{(H + L) S}{\lg \frac{R}{r_{0}}}

(3)

式中：Q——渗水量/（m³·d⁻¹）；

K——岩体渗透系数/（m·d⁻¹）；

S——降深值/m，S=H·β_e，β_e为折减系数，取0.25；

R——影响半径/m，可按 $R = 2 S \sqrt{H K}$ $R = 2 S \sqrt{H K}$ 计算；

H——含水层厚度/m；

r₀——洞身横断面等价圆半径/m；

L——厂房高度/m。

3.2 计算模型的建立

根据地下洞室群的设计尺寸、空间位置及地下水位的埋深，采用地下水动力学法建立计算模型（图5），模型中等价圆半径r₀，可根据洞室横截面尺寸计算得出。静止水位至洞室横断面等价圆中心的距离h₂中的等价圆中心位置可由洞室底板高程和等价圆半径确定。含水层厚度h_c为地下水静止水位至洞室底板以下10 m的距离。各计算参数见表2。

图 5 地下水动力学法计算模型

注：h₂为静止水位到等价圆中心距离；h_c为含水体厚度。

Figure 5. Model of groundwater dynamics method

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 2 地下洞室群涌水量计算参数表

Table 2. Parameters of water inflow in the underground caverns

计算参数	主厂房	主变室	尾闸室
长/m	239	180	159.5
宽/m	26.6	19.5	8.0
高/m	62.0	34.2	24.4
底板高程/m	1 667.4	1 697.4	1 675.6
地下水位/m	2 037	2 037	2 037
等价圆半径/m	22.92	14.57	7.88
含水层厚度/m	379.6	349.6	371.4
静止水位到等价圆中心距离/m	346.68	325.03	353.52
影响半径/m	684.27	483.82	662.22
降深值/m	94.90	69.92	92.85

下载: 导出CSV

| 显示表格

3.3 计算结果

采用地下水动力学法两种公式计算得到的主厂房、主变室和尾闸室开挖后正常涌水量结果见表3。计算结果表明：采用多布诺沃里斯基公式计算得到的地下洞室群开挖后正常涌水量为6 516.85 m³/d，采用佐藤邦明经验式计算得到的地下洞室群开挖后正常涌水量为7 442.88 m³/d，两者的误差为12.4%，误差较小，两种公式相互验证了各自的计算结果具有较好的科学性与可靠性。另外从计算结果可知，采用多布诺沃里斯基公式计算的地下洞室群开挖后正常涌水量偏小，且佐藤邦明经验式根据实际工程经验对洞室涌水量计算值进行了修正，基于工程安全角度出发，取佐藤邦明经验式计算结果作为地下洞室群开挖后正常涌水量预测结果，即7 442.88 m³/d。

表 3 地下水动力学法计算涌水量结果

Table 3. Normal water inflow of cavern group calculated by groundwater dynamics method

厂房部位	多布诺沃里斯基公式/（m³·d⁻¹）	佐藤邦明经验式/（m³·d⁻¹）
主厂房	2603.95	3313.29
主变室	2005.92	2192.40
尾闸室	1906.98	1917.19
总计	6516.85	7442.88

下载: 导出CSV

| 显示表格

4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量

数值分析模型采用GeoStudio岩土工程模拟计算软件中的SEEP/W模块，在水工渗流方面针对性较强。在考虑地下水渗流的情况下，基于有限元方法进行岩土体渗流模拟计算分析，得到地下洞室群开挖前后单宽剖面的浸润线、渗流路径、等压线、流速矢量线、水头等值线、水力坡降图等模型分析成果。

4.1 计算的理论基础

选取坝址区典型剖面进行适当简化，将剖面简化为二维剖面稳定流，对于稳定渗流，符合达西定律的非均各向异性二维渗流场。二维渗流的一般控制微分方程（式4）可表示为：

\frac{\partial}{\partial x} (K_{x} \frac{\partial φ}{\partial x}) + \frac{\partial}{\partial y} (K_{y} \frac{\partial φ}{\partial y}) + Q = 0

\frac{\partial}{\partial x} (K_{x} \frac{\partial φ}{\partial x}) + \frac{\partial}{\partial y} (K_{y} \frac{\partial φ}{\partial y}) + Q = 0

(4)

式中：φ=φ(x, y)——待求水头函数；

x、y——平面坐标；

K_x、K_y——x、y轴方向的渗透系数。

水头（φ）还必须满足一定的边界条件，经常出现以下几种边界条件（式5）。

（1）在上游边界上水头已知：

{φ = φ}_{n}

{φ = φ}_{n}

（2）在溢出边界水头和位置高程相等：

φ = z

φ = z

（3）在某边界上渗流量q已知：

K_{x} \frac{\partial φ}{\partial x} l_{x} + K_{y} \frac{\partial φ}{\partial y} l_{y} = - q

K_{x} \frac{\partial φ}{\partial x} l_{x} + K_{y} \frac{\partial φ}{\partial y} l_{y} = - q

(5)

式中：l_x、l_y——边界向外法线在x、y方向的余弦。

将渗流场用有限元离散，假定单元的水头函数φ为多项式，由微分方程及边界条件确定问题的变分形式，可导出线性方程组（式6）：

\boldsymbol H \boldsymbol φ = \boldsymbol F

\boldsymbol H \boldsymbol φ = \boldsymbol F

(6)

式中：H——渗透矩阵；

φ——渗流场水头；

F——节点渗流量。

求解以上方程组可以得到节点水头，据此可求得单元的水力坡降，流速等物理量。求解渗流场的关键是确定浸润线位置，采用节点流量平衡法通过迭代计算自动确定浸润线位置和渗流量。

4.2 数值模型的建立

以抽水蓄能电站系统工程地质剖面图为依据，建立数值分析模型。模型范围为2270 m×1100 m，模型顶部标高2634 m，底部标高1540 m，模型单元厚度1 m，全局单元尺寸20 m，整个模型共4906个节点，4720个单元。为了消除边界效应的影响，地下洞室群置于模型的中部。模型左侧边界标高2 037 m为给定水头边界，底部及右侧为隔水边界，地下洞室群开挖线为自由溢流边界，即零压强水头边界，右侧低于水位标高以下坡表均为溢出边界（图6）。

图 6 典型剖面的网格概化数值计算模型

Figure 6. Grid generalized numerical calculation model of typical section

下载: 全尺寸图片幻灯片

数值计算模型共分为五个区域，材料模型按饱和-不饱和设置^[24]，浸润线以上部分为不饱和岩体，浸润线以下为饱和岩体，当采用饱和-不饱和属性计算时，渗流主要分布在浸润线以下，与实际情况吻合度更好。计算模式选择定水头瞬时涌水量，地下洞室群采取3个洞室一次性开挖。对于坡表风化层，由于层次的存在，其水平向渗透系数常大于垂直向渗透系数，结合前文钻孔压水试验成果分析，在渗流模拟计算中，可将坡表风化层材料视为各项异性材料，坡表以下区域较完整的岩体则视为各向同性材料。各区域对应的模型材料属性已通过地质钻探成果及室内岩石试验获得如表4所示。

表 4 模型材料物理参数取值表

Table 4. Physical parameters of model material

岩（土）名称	天然密度 /（g·cm⁻³）	饱和密度 /（g·cm⁻³）	孔隙率 /%	渗透系数 /（10⁻⁶ m·s⁻¹）	吸水率 /%	饱和含水率 /%	各向异性（K_x/K_y）
风化层	2.30	2.46	38.00	23.00	2.60	6.30	0.5
上库白云岩	2.76	2.83	1.56	2.00	0.09	0.23	1.0
凝灰岩	2.72	2.78	0.67	0.50	0.08	0.15	1.0
下库白云岩	2.68	2.76	1.21	0.23	0.39	0.33	1.0

下载: 导出CSV

| 显示表格

4.3 计算结果分析

地下洞室群开挖前后的水头等值线、浸润线、渗流路径分布见图7所示。从图中可知：

图 7 洞室群开挖前后水头等值线分布及渗流路径

Figure 7. Distribution of water head contours and seepage paths before and after excavation of cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

（1）在地下洞室群开挖前，受地下水渗流影响，等水头线分布较均匀，水头损失较缓慢，由于水头损失的累加，总水头由上侧487 m逐渐降低到下侧127 m。浸润线在模型右半部分穿过材料模型边界处时发生“折射”现象，是由于右处模型材料的渗透系数变化较大引起，渗流途径线全部指向下游处，表明此时地下水全部向下游地表排出。

（2）洞室群开挖后，浸润线在洞室群周围处明显下降，在洞室群底部形成较明显的水位漏斗，而在洞室群靠右侧地下水位出现缓变区，洞室群顶部出现了较大范围渗流疏干区，表明数值模型正确反映了渗流规律。渗流路径线大部分指向洞室群内，说明渗透水流主要是通过洞室四周的洞壁进行排水，少量渗流途径线指向下游处，即小部分渗透水流向下游处排泄，表明洞室群开挖后具有明显渗漏排水作用。

（3）等水头线从洞室群开挖前的长条均匀分布逐渐变为“圆弧”状分布，在洞室群周围，等水头线呈环状密集分布，在该处水头快速降低。等水头线分布相比洞室群开挖前，模型左半部分分布更加密集，在洞室开挖位置处，水头由开挖前的327～352 m降至为140～152 m，水力坡度较开挖前明显增大。

等压线反映了地下水压力分布规律，地下洞室群开挖前后的等压线及流速矢线分布，如图8所示。结果表明：洞室开挖前，等压线和流速矢线分布较为平缓。而洞室群开挖后，等压线的分布也呈现“漏斗”状分布。高流速矢线集中分布在主厂房附近，少量分布在主变室和尾水室附近，极少分布在下游，也表明了洞室群开挖后具有明显的排水作用，且主厂房的渗流速度相对于主变室和尾水室较大，这是由于“洞室群效应”即洞室群开挖后相邻洞室之间的影响导致，模型中主厂房的位置相对靠前，底板高程较低，且开挖横截面积最大，因此主厂房的渗漏效果最明显，其单宽渗流量也最大，建议加强对主厂房周边围岩的防渗力度。

图 8 洞室群开挖前后等压线及流量线分布

Figure 8. Distribution of isobaric line and flow rates before and after excavation of cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

水力梯度是反映地下洞室群围岩渗透稳定性的一个重要指标。临界水力梯度是指岩土体濒临渗透破坏时的水力梯度。可用式（7）计算^[25]：

i_{cr} = \frac{ρ_{sat}}{ρ_{w}} - 1

i_{cr} = \frac{ρ_{sat}}{ρ_{w}} - 1

(7)

式中： i_cr——临界水力梯度；

ρ_sat——岩土体饱和密度/（g·cm⁻³），取2.79 g/cm³；

ρ_w——地下水的密度/（g·cm⁻³），取1 g/cm³。

由式（7）计算得到的洞室群围岩的临界水力梯度为1.79。地下洞室群开挖前后的水力梯度分布如图9所示。结果表明：在地下洞室开挖前，受地下水渗流影响，水力坡度高值域集中在模型右侧下游溢出边界坡表区，最大值为1.3，处于稳定状态。洞室群开挖后，水力梯度高值域集中分布在各洞室开挖线边角处，在主厂房和尾水室周围呈“两环分布”，主厂房水力梯度最大值为3.6，主变室为1.8，尾闸室为2.6。主变室附近水力坡度相对较小，是由于其底板高程相对较高，地下渗流在向底板流动时其水头衰减所致。颜色较深部位则是洞室围岩最易发生渗透破坏的部位，虚线范围是水力梯度大于临界水力梯度区域（图9），该围岩区域建议采用合适的工程措施降低水力梯度，以减小渗透力，防止围岩出现渗透变形破坏。

图 9 洞室群开挖前后水力梯度分布

Figure 9. Hydraulic gradient distributions before and after excavation of cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

洞室渗流量大小主要取决于渗流场中洞室围岩水力梯度、透水性以及排水断面面积，在分析洞室群开挖前后渗流场变化基础上，根据二维渗流有限元法计算成果，采用计算的水流量与时间关系图获得各洞室的单宽稳定流量及洞室正常涌水量显示如表5。

表 5 数值法计算结果

Table 5. Results of numerical method

部位	洞室长度/m	单宽水流量/（10⁻⁴ m³·s⁻¹·m⁻¹）	正常涌水量/（m³·d⁻¹）
主厂房	239.0	2.27207	4 691.73
主变室	180.0	0.43757	680.51
尾闸室	159.5	1.34382	1 846.08
总计	—	—	7 218.32

下载: 导出CSV

| 显示表格

5. 计算结果合理性分析

将数值分析法与地下水动力学法计算的地下洞室群开挖后正常涌水量结果汇总于表6。

表 6 数值法与地下水动力学法计算地下洞室群开挖后正常涌水量结果

Table 6. Normal water inflow after excavation of underground caverns calculated by numerical method and groundwater dynamics method

	数值分析法 /（m³·d⁻¹）	多布诺沃里斯基公式 /（m³·d⁻¹）	佐藤邦明式 /（m³·d⁻¹）
主厂房	4 691.73	2 603.95	3 313.29
主变室	680.51	2 005.92	2 192.40
尾水室	1 846.08	1 906.98	1 917.19
总计	7 218.32	6 516.85	7 442.88

下载: 导出CSV

| 显示表格

计算结果表明：数值分析法与佐藤邦明经验式计算结果非常接近，两者偏差仅为3.1%，吻合效果较好。数值软件充分考虑了研究区的水文地质条件、边界特征，且综合多种地质参数，并结合不同岩层材料渗透属性进行了迭代计算，计算结果可作为工程设计的参考依据，同时也佐证了地下水动力学法预测地下洞室群开挖后正常涌水量的合理性。基于工程安全角度考虑，取3种计算方法中的大值（7 442.88 m³/d）作为地下洞室群防渗设计的地质建议值。

6. 结论与建议

（1）地下水发育特征与岩体结构之间有较强对应性。岩体结构对地下渗流有明显影响，坝址区岩体基本属弱-中等透水岩体。深部与洞室所在位置岩体完整性较好，岩体渗透性较弱，沿垂向变化不大；浅部岩体受风化卸荷作用明显，属中等透水岩体，水平渗透性优于垂直渗透性。

（2）采用地下水动力学法中的佐藤邦明经验式和多布诺沃里斯基公式，计算地下厂房洞室群开挖后的正常涌水量分别为7 442.88，6 516.85 m³/d，两者预测结果较接近，可以用于工程防渗设计参考使用。

（3）基于建立的数值模型，分析了地下洞室群开挖前后渗流场中浸润线、水头等值线、流线、等压线、流速矢线及水力坡降的变化和分布规律，结果表明：受地下水渗流影响，地下洞室群开挖后具有明显渗漏排水作用，因“洞室群效应”的影响，主厂房承担了洞室群中渗流的大部分涌水，在开挖洞室时应对主厂房围岩的排水方案设计有所侧重。水力梯度高值域位于洞室开挖线边角处，划定了易发生渗透破坏的围岩范围，建议采用合适的工程措施降低该处的水力梯度，以减小渗透力，防止开挖施工过程中围岩出现渗透变形破坏。

（4）采用数值模型法计算地下洞室群开挖后正常涌水量为7 218.32 m³/d，与佐藤邦明经验式的计算结果7 442.88 m³/d偏差仅为3.1%，吻合效果较好。基于工程安全角度考虑，取地下水动力学法得到的正常涌水量大值，即7 442.88 m³/d作为地下洞室群开挖后涌水量预测结果，为施工防渗设计提供依据。

图 1 某抽水蓄能电站地理位置图

Figure 1. Geographical location of a pumped storage power station

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 地下厂房洞室群平剖面示意图

Figure 2. Plane section of underground powerhouse cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 吕荣值随钻孔深度变化曲线

Figure 3. Change of Lugeon value with the drilling depth

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 PD01勘探平洞洞内主要断层结构面玫瑰图

Figure 4. Rose diagram of main fault structural plane in the exploration adit tunnel PD01

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 地下水动力学法计算模型

注：h₂为静止水位到等价圆中心距离；h_c为含水体厚度。

Figure 5. Model of groundwater dynamics method

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 典型剖面的网格概化数值计算模型

Figure 6. Grid generalized numerical calculation model of typical section

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 洞室群开挖前后水头等值线分布及渗流路径

Figure 7. Distribution of water head contours and seepage paths before and after excavation of cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 洞室群开挖前后等压线及流量线分布

Figure 8. Distribution of isobaric line and flow rates before and after excavation of cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 洞室群开挖前后水力梯度分布

Figure 9. Hydraulic gradient distributions before and after excavation of cavern group

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 吕荣值加权平均值计算表

Table 1 Weighted average calculation of Lugeon value

渗透性强弱	范围值 /Lu	平均值 /Lu	权重 /%	加权平均吕荣值/Lu
微透水	0～1.0	0.50	8.8	0.044
弱透水	>1.0～10.0	5.50	63.5	3.492
中透水	>10.0～21.7	15.85	27.7	4.390
平均值	0.044 Lu+3.492 Lu+4.390 Lu=7.926 Lu
平均渗透系数	K=7.926 Lu=0.03424 m/d

下载: 导出CSV

表 2 地下洞室群涌水量计算参数表

Table 2 Parameters of water inflow in the underground caverns

计算参数	主厂房	主变室	尾闸室
长/m	239	180	159.5
宽/m	26.6	19.5	8.0
高/m	62.0	34.2	24.4
底板高程/m	1 667.4	1 697.4	1 675.6
地下水位/m	2 037	2 037	2 037
等价圆半径/m	22.92	14.57	7.88
含水层厚度/m	379.6	349.6	371.4
静止水位到等价圆中心距离/m	346.68	325.03	353.52
影响半径/m	684.27	483.82	662.22
降深值/m	94.90	69.92	92.85

下载: 导出CSV

表 3 地下水动力学法计算涌水量结果

Table 3 Normal water inflow of cavern group calculated by groundwater dynamics method

厂房部位	多布诺沃里斯基公式/（m³·d⁻¹）	佐藤邦明经验式/（m³·d⁻¹）
主厂房	2603.95	3313.29
主变室	2005.92	2192.40
尾闸室	1906.98	1917.19
总计	6516.85	7442.88

下载: 导出CSV

表 4 模型材料物理参数取值表

Table 4 Physical parameters of model material

岩（土）名称	天然密度 /（g·cm⁻³）	饱和密度 /（g·cm⁻³）	孔隙率 /%	渗透系数 /（10⁻⁶ m·s⁻¹）	吸水率 /%	饱和含水率 /%	各向异性（K_x/K_y）
风化层	2.30	2.46	38.00	23.00	2.60	6.30	0.5
上库白云岩	2.76	2.83	1.56	2.00	0.09	0.23	1.0
凝灰岩	2.72	2.78	0.67	0.50	0.08	0.15	1.0
下库白云岩	2.68	2.76	1.21	0.23	0.39	0.33	1.0

下载: 导出CSV

表 5 数值法计算结果

Table 5 Results of numerical method

部位	洞室长度/m	单宽水流量/（10⁻⁴ m³·s⁻¹·m⁻¹）	正常涌水量/（m³·d⁻¹）
主厂房	239.0	2.27207	4 691.73
主变室	180.0	0.43757	680.51
尾闸室	159.5	1.34382	1 846.08
总计	—	—	7 218.32

下载: 导出CSV

表 6 数值法与地下水动力学法计算地下洞室群开挖后正常涌水量结果

Table 6 Normal water inflow after excavation of underground caverns calculated by numerical method and groundwater dynamics method

	数值分析法 /（m³·d⁻¹）	多布诺沃里斯基公式 /（m³·d⁻¹）	佐藤邦明式 /（m³·d⁻¹）
主厂房	4 691.73	2 603.95	3 313.29
主变室	680.51	2 005.92	2 192.40
尾水室	1 846.08	1 906.98	1 917.19
总计	7 218.32	6 516.85	7 442.88

下载: 导出CSV

参考文献(25)

[1]	FAN Qixiang,DENG Zhiyun,LIN Peng,et al. Coordinated deformation control technologies for the high sidewall—Bottom transfixion zone of large underground hydro-powerhouses[J]. Journal of Zhejiang University:Science A,2022,23(7):543 − 563.
[2]	贺振宇,郭佳奇,陈帆,等. 隧道典型致灾构造及突水模式分析[J]. 中国地质灾害与防治学报,2017,28(2):97 − 107. [HE Zhenyu,GUO Jiaqi,CHEN Fan,et al. Analysis of typical disaster-causing structure and water inrush model of tunnel[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2017,28(2):97 − 107. (in Chinese with English abstract)] HE Zhenyu, GUO Jiaqi, CHEN Fan, et al. Analysis of typical disaster-causing structure and water inrush model of tunnel[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2017, 28（2）: 97 − 107. （in Chinese with English abstract）
[3]	唐运刚. 基于解析法的隧洞施工对地下水环境影响预测[J]. 人民长江,2018,49(8):67 − 71. [TANG Yungang. Impact analysis of tunnel construction on groundwater environment by analytical method[J]. Yangtze River,2018,49(8):67 − 71. (in Chinese with English abstract)] TANG Yungang. Impact analysis of tunnel construction on groundwater environment by analytical method[J]. Yangtze River, 2018, 49（8）: 67 − 71. （in Chinese with English abstract）
[4]	ZHANG Manman,YAO Duoxi. Groundwater dynamics method of mine discharge and its parameter analysis[C]//Proceedings of the 2019 International Conference on Modeling,Analysis,Simulation Technologies and Applications (MASTA 2019). May 26 − 27,2019. Hangzhou,China. Paris,France:Atlantis Press,2019:320 − 324.
[5]	梁犁丽,胡宇丰,柳长顺,等. 矿井涌水量多方法预测与对比分析[J]. 人民黄河,2021,43(增刊2):66 − 68. [LIANG Lili,HU Yufeng,LIU Changshun,et al. Multi-method prediction and comparative analysis of mine water inflow[J]. Yellow River,2021,43(Sup 2):66 − 68. (in Chinese)] LIANG Lili, HU Yufeng, LIU Changshun, et al. Multi-method prediction and comparative analysis of mine water inflow[J]. Yellow River, 2021, 43（Sup 2）: 66 − 68. （in Chinese）
[6]	张帅,黄勇,刘雪莹. 某抽水蓄能电站施工期地下洞室涌水量预测分析[J]. 水资源与水工程学报,2017,28(2):142 − 146. [ZHANG Shuai,HUANG Yong,LIU Xueying. Water inflow prediction of underground tunnels for a pumped storage power station during the construction period[J]. Journal of Water Resources and Water Engineering,2017,28(2):142 − 146. (in Chinese with English abstract)] DOI: 10.11705/j.issn.1672-643X.2017.02.24 ZHANG Shuai, HUANG Yong, LIU Xueying. Water inflow prediction of underground tunnels for a pumped storage power station during the construction period[J]. Journal of Water Resources and Water Engineering, 2017, 28（2）: 142 − 146. （in Chinese with English abstract） DOI: 10.11705/j.issn.1672-643X.2017.02.24
[7]	甘圣丰,乔伟,雷利剑,等. 招贤煤矿水文地质特征及涌水量预测研究[J]. 煤炭科学技术,2018,46(7):205 − 212. [GAN Shengfeng,QIAO Wei,LEI Lijian,et al. Study on hydrogeological features and mine water inflow prediction in Zhaoxian Mine[J]. Coal Science and Technology,2018,46(7):205 − 212. (in Chinese with English abstract)] GAN Shengfeng, QIAO Wei, LEI Lijian, et al. Study on hydrogeological features and mine water inflow prediction in Zhaoxian Mine[J]. Coal Science and Technology, 2018, 46（7）: 205 − 212. （in Chinese with English abstract）
[8]	池龙哲,吴世勇. 常用渗流有限元计算软件比较分析[J]. 中国农村水利水电,2014(6):186 − 187. [CHI Longzhe,WU Shiyong. Comparative analysis of commonly used seepage finite element calculation software[J]. China Rural Water and Hydropower,2014(6):186 − 187. (in Chinese)] DOI: 10.3969/j.issn.1007-2284.2014.06.045 CHI Longzhe, WU Shiyong. Comparative analysis of commonly used seepage finite element calculation software[J]. China Rural Water and Hydropower, 2014（6）: 186 − 187. （in Chinese） DOI: 10.3969/j.issn.1007-2284.2014.06.045
[9]	廖勇,乐建,胡力,等. 基于Fredlund & Xing模型的渗流分析在川东红层梯田滑坡中的应用[J]. 水文地质工程地质,2023,50(3):104 − 114. [LIAO Yong,LE Jian,HU Li,et al. Application of seepage analyses based on Fredlund & Xing model in red beds terrace landslides in eastern Sichuan[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2023,50(3):104 − 114. (in Chinese with English abstract)] LIAO Yong, LE Jian, HU Li, et al. Application of seepage analyses based on Fredlund & Xing model in red beds terrace landslides in eastern Sichuan[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2023, 50（3）: 104 − 114. （in Chinese with English abstract）
[10]	李凡,李家科,马越,等. 地下水数值模拟研究与应用进展[J]. 水资源与水工程学报,2018,29(1):99 − 104. [LI Fan,LI Jiake,MA Yue,et al. The research and application progress of numerical simulation on groundwater[J]. Journal of Water Resources and Water Engineering,2018,29(1):99 − 104. (in Chinese with English abstract)] DOI: 10.11705/j.issn.1672-643X.2018.01.16 LI Fan, LI Jiake, MA Yue, et al. The research and application progress of numerical simulation on groundwater[J]. Journal of Water Resources and Water Engineering, 2018, 29（1）: 99 − 104. （in Chinese with English abstract） DOI: 10.11705/j.issn.1672-643X.2018.01.16
[11]	王振宇,陈银鲁,刘国华,等. 隧道涌水量预测计算方法研究[J]. 水利水电技术,2009,40(7):41 − 44. [WANG Zhenyu,CHEN Yinlu,LIU Guohua,et al. Study on method for predicting amount of water gushing in tunnel[J]. Water Resources and Hydropower Engineering,2009,40(7):41 − 44. (in Chinese with English abstract)] WANG Zhenyu, CHEN Yinlu, LIU Guohua, et al. Study on method for predicting amount of water gushing in tunnel[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2009, 40（7）: 41 − 44. （in Chinese with English abstract）
[12]	刘谋,王俊杰,吴广涛,等. 矿井涌水量预测及其对沙漠植被的影响[J]. 水文地质工程地质,2023,50(3):65 − 75. [LIU Mou,WANG Junjie,WU Guangtao,et al. Prediction of mine water inflow and analyses of its influence on desert vegetation[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2023,50(3):65 − 75. (in Chinese with English abstract)] LIU Mou, WANG Junjie, WU Guangtao, et al. Prediction of mine water inflow and analyses of its influence on desert vegetation[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2023, 50（3）: 65 − 75. （in Chinese with English abstract）
[13]	李舒,杨泽元,马雄德,等. 神府南区延安组含水层富水性对矿井涌水量的影响研究[J]. 煤田地质与勘探,2023,51(6):92 − 102. [LI Shu,YANG Zeyuan,MA Xiongde,et al. Influence of water yield property of Yan’an Formation aquifer on water yield of mines in southern Shenmu-Fugu mining area[J]. Coal Geology & Exploration,2023,51(6):92 − 102. (in Chinese with English abstract)] DOI: 10.12363/issn.1001-1986.22.11.0874 LI Shu, YANG Zeyuan, MA Xiongde, et al. Influence of water yield property of Yan’an Formation aquifer on water yield of mines in southern Shenmu-Fugu mining area[J]. Coal Geology & Exploration, 2023, 51（6）: 92 − 102. （in Chinese with English abstract） DOI: 10.12363/issn.1001-1986.22.11.0874
[14]	王恩志,张东,刘晓丽,等. 裂隙岩体多结构多流态渗流模型与模拟[J]. 地球科学与环境学报,2022,44(6):894 − 902. [WANG Enzhi,ZHANG Dong,LIU Xiaoli,et al. Seepage model and simulation of multi-structure and multi-flow in fractured rock mass[J]. Journal of Earth Sciences and Environment,2022,44(6):894 − 902. (in Chinese with English abstract)] WANG Enzhi, ZHANG Dong, LIU Xiaoli, et al. Seepage model and simulation of multi-structure and multi-flow in fractured rock mass[J]. Journal of Earth Sciences and Environment, 2022, 44（6）: 894 − 902. （in Chinese with English abstract）
[15]	邬忠虎,崔恒涛,宋怀雷,等. 动力扰动下岩溶隧道突涌水渗流-应力-损伤试验研究[J]. 科学技术与工程,2023,23(5):2093 − 2099. [WU Zhonghu,CUI Hengtao,SONG Huailei,et al. Experimental study on seepage-stress-damage of Karst tunnel gushing water under dynamic disturbance[J]. Science Technology and Engineering,2023,23(5):2093 − 2099. (in Chinese with English abstract)] DOI: 10.3969/j.issn.1671-1815.2023.05.037 WU Zhonghu, CUI Hengtao, SONG Huailei, et al. Experimental study on seepage-stress-damage of Karst tunnel gushing water under dynamic disturbance[J]. Science Technology and Engineering, 2023, 23（5）: 2093 − 2099. （in Chinese with English abstract） DOI: 10.3969/j.issn.1671-1815.2023.05.037
[16]	BELEW A Z,BELAY S K,WOSENIE M D,et al. A comparative evaluation of seepage and stability of embankment dams using GeoStudio and plaxis models:The case of gomit dam in Amhara Region,Ethiopia[J]. Water Conservation Science and Engineering,2022,7(4):429 − 441. DOI: 10.1007/s41101-022-00152-1
[17]	王林峰,夏万春,冉楗,等. 考虑库水升降和滑带弱化作用的岸坡启滑机制分析[J]. 中国地质灾害与防治学报,2023,34(2):30 − 41. [WANG Linfeng,XIA Wanchun,RAN Jian,et al. Analysis on the mechanism of bank slope sliding considering the effect of reservoir water fluctuation and sliding zone weakening[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2023,34(2):30 − 41. (in Chinese with English abstract)] WANG Linfeng, XIA Wanchun, RAN Jian, et al. Analysis on the mechanism of bank slope sliding considering the effect of reservoir water fluctuation and sliding zone weakening[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2023, 34（2）: 30 − 41. （in Chinese with English abstract）
[18]	周洪福,聂德新,韦玉婷. 充填胶结碎裂结构岩体的成因机制及工程地质特性研究[J]. 沉积与特提斯地质,2010,30(2):108 − 112. [ZHOU Hongfu,NIE Dexin,WEI Yuting. Filling-cemented cataclastic rock masses:genetic mechanism and engineering geology[J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology,2010,30(2):108 − 112. (in Chinese with English abstract)] DOI: 10.3969/j.issn.1009-3850.2010.02.018 ZHOU Hongfu, NIE Dexin, WEI Yuting. Filling-cemented cataclastic rock masses: genetic mechanism and engineering geology[J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 2010, 30（2）: 108 − 112. （in Chinese with English abstract） DOI: 10.3969/j.issn.1009-3850.2010.02.018
[19]	王俊智,李清波,王贵军,等. 近水平层状坝基岩体渗透结构及其工程意义[J]. 水文地质工程地质,2022,49(1):12 − 19. [WANG Junzhi,LI Qingbo,WANG Guijun,et al. Permeability structure of the horizontally-stratified dam foundation rock mass and its engineering significance[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2022,49(1):12 − 19. (in Chinese with English abstract)] WANG Junzhi, LI Qingbo, WANG Guijun, et al. Permeability structure of the horizontally-stratified dam foundation rock mass and its engineering significance[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2022, 49（1）: 12 − 19. （in Chinese with English abstract）
[20]	中华人民共和国住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局. 水利水电工程地质勘察规范:GB 50487—2008[S]. 北京:中国计划出版社,2009. [Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China,General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. Code for engineering geological invcstigation of water resources and hydropower:GB 50487—2008[S]. Beijing:China Planning Press,2009. (in Chinese)] Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China, General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. Code for engineering geological invcstigation of water resources and hydropower: GB 50487—2008[S]. Beijing: China Planning Press, 2009. （in Chinese）
[21]	张晓明. 地下厂房涌水量的估算[J]. 东北水利水电,2007,25(5):14 − 16. [ZHANG Xiaoming. Estimation of water yield in underground water power station[J]. Water Resources & Hydropower of Northeast China,2007,25(5):14 − 16. (in Chinese with English abstract)] DOI: 10.3969/j.issn.1002-0624.2007.05.006 ZHANG Xiaoming. Estimation of water yield in underground water power station[J]. Water Resources & Hydropower of Northeast China, 2007, 25（5）: 14 − 16. （in Chinese with English abstract） DOI: 10.3969/j.issn.1002-0624.2007.05.006
[22]	中华人民共和国铁道部. 铁路工程水文地质勘察规程:TB 10049—2004[S]. 北京:中国铁道出版社,2004. [Ministry of Railways of the People’s Republic of China. Code for hydrogeological investigation of railway engineering:TB 10049—2004[S]. Beijing:China Railway Publishing House,2004. (in Chinese)] Ministry of Railways of the People’s Republic of China. Code for hydrogeological investigation of railway engineering: TB 10049—2004[S]. Beijing: China Railway Publishing House, 2004. （in Chinese）
[23]	中华人民共和国国家发展和改革委员会. 水电水利工程钻孔抽水试验规程:DL/T 5213—2005[S]. 北京:中国电力出版社,2005. [National Development and Reform Commission of the People’s Republic of China. Code of pumping test in borehole for hydropower and water conservancy engineering:DL/T 5213—2005[S]. Beijing:China Electric Power Press,2005. (in Chinese)] National Development and Reform Commission of the People’s Republic of China. Code of pumping test in borehole for hydropower and water conservancy engineering: DL/T 5213—2005[S]. Beijing: China Electric Power Press, 2005. （in Chinese）
[24]	周亚东,姜龙飞,郭帅杰,等. 饱和-非饱和土一维大变形固结模型[J]. 防灾减灾工程学报,2022,42(3):553 − 560. [ZHOU Yadong,JIANG Longfei,GUO Shuaijie,et al. A one-dimensional large strain consolidation model for saturated-unsaturated soil[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(3):553 − 560. (in Chinese with English abstract)] ZHOU Yadong, JIANG Longfei, GUO Shuaijie, et al. A one-dimensional large strain consolidation model for saturated-unsaturated soil[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering, 2022, 42（3）: 553 − 560. （in Chinese with English abstract）
[25]	葛中华. 土体裂缝注浆防渗的临界水力梯度及其防渗机理[J]. 南京大学学报(自然科学版),1997,33(4):571 − 579. [GE Zhonghua. The criteria hydraulic grandient and the anti-seep mechanism of the injection into the soil fracture[J]. Journal of Nanjing University (Natural Science),1997,33(4):571 − 579. (in Chinese)] GE Zhonghua. The criteria hydraulic grandient and the anti-seep mechanism of the injection into the soil fracture[J]. Journal of Nanjing University （Natural Science）, 1997, 33（4）: 571 − 579. （in Chinese）

施引文献

资源附件(0)

图(9) / 表(6)

计量

文章访问数: 320
HTML全文浏览量: 19
PDF下载量: 26
被引次数: 0

1. 研究区概况
2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析
2.1 坝址区地下水发育特征
2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析
2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用
2.4 坝址区岩体渗透系数的确定
3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量
3.1 计算方法选择
3.2 计算模型的建立
3.3 计算结果
4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量
4.1 计算的理论基础
4.2 数值模型的建立
4.3 计算结果分析
5. 计算结果合理性分析
6. 结论与建议

1. 研究区概况
2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析
2.1 坝址区地下水发育特征
2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析
2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用
2.4 坝址区岩体渗透系数的确定
3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量
3.1 计算方法选择
3.2 计算模型的建立
3.3 计算结果
4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量
4.1 计算的理论基础
4.2 数值模型的建立
4.3 计算结果分析
5. 计算结果合理性分析
6. 结论与建议

参考文献(25)

施引文献

资源附件(0)

大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测

作者简介:
李睿（1999—），男，硕士研究生，主要从事工程地质工作。E-mail：1157648708@qq.com

通讯作者:
周洪福（1980—），男，博士，教授级高级工程师，博士生导师，主要从事工程地质与地质灾害调查研究工作。E-mail：zhf800726@163.com

计量

Prediction of water inflow after excavation of underground chamber group with long span and high buried depth

1. 研究区概况

2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析

2.1 坝址区地下水发育特征

2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析

2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用

2.4 坝址区岩体渗透系数的确定

3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量

3.1 计算方法选择

3.2 计算模型的建立

3.3 计算结果

4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量

4.1 计算的理论基础

4.2 数值模型的建立

4.3 计算结果分析

5. 计算结果合理性分析

6. 结论与建议

计量

目录

1. 研究区概况

2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析

2.1 坝址区地下水发育特征

2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析

2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用

2.4 坝址区岩体渗透系数的确定

3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量

3.1 计算方法选择

3.2 计算模型的建立

3.3 计算结果

4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量

4.1 计算的理论基础

4.2 数值模型的建立

4.3 计算结果分析

5. 计算结果合理性分析

6. 结论与建议

友情链接：

大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测

作者简介: 李睿（1999—），男，硕士研究生，主要从事工程地质工作。E-mail：1157648708@qq.com

通讯作者: 周洪福（1980—），男，博士，教授级高级工程师，博士生导师，主要从事工程地质与地质灾害调查研究工作。E-mail：zhf800726@163.com

计量

出版历程

Prediction of water inflow after excavation of underground chamber group with long span and high buried depth

1. 研究区概况

2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析

2.1 坝址区地下水发育特征

2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析

2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用

2.4 坝址区岩体渗透系数的确定

3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量

3.1 计算方法选择

3.2 计算模型的建立

3.3 计算结果

4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量

4.1 计算的理论基础

4.2 数值模型的建立

4.3 计算结果分析

5. 计算结果合理性分析

6. 结论与建议

计量

出版历程

目录

1. 研究区概况

2. 地下厂房洞室群围岩渗透特性分析

2.1 坝址区地下水发育特征

2.2 坝址区钻孔压水试验成果分析

2.3 岩体结构面对地下水活动的控制作用

2.4 坝址区岩体渗透系数的确定

3. 地下水动力学法计算地下洞室群涌水量

3.1 计算方法选择

3.2 计算模型的建立

3.3 计算结果

4. 数值分析法计算地下洞室群涌水量

4.1 计算的理论基础

4.2 数值模型的建立

4.3 计算结果分析

5. 计算结果合理性分析

6. 结论与建议

友情链接：

作者简介:
李睿（1999—），男，硕士研究生，主要从事工程地质工作。E-mail：1157648708@qq.com

通讯作者:
周洪福（1980—），男，博士，教授级高级工程师，博士生导师，主要从事工程地质与地质灾害调查研究工作。E-mail：zhf800726@163.com