大支坪隧道采用水均衡法进行涌水量预测实例分析

现以大支坪隧道PDK132+990突水溶腔段为例，采用水均衡法进行涌水量预测。

一、水文地质条件

大支坪隧道位于支井河与野三河间，I线全长8 775m、Ⅱ线全长8 789m，最大埋深495m，纵坡为“人”字坡。隧道区区域内地层有泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系地层，隧道通过岩溶发育的碳酸岩盐类地段7.93 km，占隧道全长的90%。隧道所处地质构造主要有唐坪向斜、养长河背斜及断裂5条。

PDK132+990岩溶段发育地层为三叠系嘉陵江组下部和大冶组上部灰岩，地表为水谷坝洼地，向斜构造，其间发育有F3断层。由于大冶组底部为泥岩和页岩地层，为相对阻水层，有利于处于该阻水层上部的灰岩地层岩溶和地下水发育。地下水流向由北东流向南西，排泄于野三河下游。地下水主要受大气降水补给，地表深孔测得的地下水位埋深160m左右(标高943m)，洼地汇水面积6.06 km²，见大支坪隧道区地下水流向图(图7-1)和PDK132+990岩溶段水文地质纵断面图(图7-2)。

图7-1大支坪隧道区地下水流向图

图7-2大支坪隧道PDK132+990岩溶段水文地质纵断面

二、涌水量预测

(一)计算公式

Q=1 000·α·X·A·η

(二)参数确定

(1)隧道集水面积A。该段的集水面积应为水谷坝洼地的汇水面积，为6.06km²;

(2)降雨量X。降雨量的取值参见相邻的野三关隧道。降雨量以15.79mm为正常涌水量降雨量参数，取设计频率下五年一遇(92.7mm)和五十年一遇(144.8mm)的雨量值作为最大涌水量的降雨量参数。

(3)降水入渗系数α。由于大支坪隧道 “990岩溶异常”段的水文地质条件与相邻野三关隧道5^#暗河系统相似，所以取其降水入渗系数0.4。

(4)时间滞后系数η。取5^#暗河的岩溶滞后系数0.3。

(三)计算结果

计算结果如表7-5所示。

表7-5PDK132+990岩溶段涌水量预测成果

三、涌水量预测评价

根据对PDK132+990异常段揭示后的涌水观测，最大涌水量为5万m³/d(2006年10月1日)，正常涌水量为8 000m³/d左右;2008年3月～10月期间，最大涌水量为4.04万m³/d，正常涌水量为8 000m³/d左右。

预测涌水量与实际涌水量对比如表7-6所示。两者之间存在一定的差距，实际涌水量比预测的涌水量小，除说明该段水文地质条件复杂外，可能原自然排水通道还在发挥部分排水作用，隧道并没有完全袭夺全部洼地地下水;另一方面，预测涌水量大于实际涌水量，对施工防范风险还是有利的。

表7-6预测涌水量与实际涌水量对比表