一、集水面积A

隧道集水面积是隧道开挖后大气降水渗入隧道形成涌水的地表集水范围，非地表汇水面积。在圈定集水面积时，应综合考虑地层岩性、地质构造、地形地貌、隧道位置、埋藏深度等有关因素。

(一)隧道集水面积圈定的原则及步骤

(1)在1∶50 000(或1∶10 000)地形图上，先描出地表水系及分水岭。

(2)隧道集水面积的纵向边界一般是隧道进出口的横向沟谷。

(3)隧道集水面积的横向边界应综合考虑非碳酸盐岩层的分布、地形分水岭位置和岩溶地下水的运动条件等因素。如果横向是无限边界，则需要划定隧道涌水影响宽度，可根据地下水位埋藏深度和隧道埋深，用库萨金公式或库萨金变形公式粗略地估算隧道涌水影响宽度。

(4)当隔水体与隧道中心线的距离小于可能影响宽度时，该侧的集水面积边界以隔水体为界。反之，大于可能影响宽度时，应采用其他方法确定。

(5)当隧道通过汇水盆地(封闭洼地、富水构造)时，该汇水盆地可用来作为该段隧道的集水面积。

(6)在层状岩石(多韵律的薄层及中厚层沉积岩)地区，透水性强的碳酸盐岩与相对透水性弱的非碳酸盐岩，质纯、厚层碳酸盐岩与薄层碳酸盐岩、非碳酸盐岩的互层等，应分属不同的集水面积块段。

(7)富水的断层破碎带、裂隙密集带，透水层与隔水层互层的陡倾岩层，宜作为带状集水块段(地下水集中渗漏通道或不同透水层地下水间水力联系通道)处理。

(二)隧道涌水影响宽度计算

隧道涌水影响宽度是从隧道至由于涌水而形成的降落漏斗周边的平均距离。

(1)当透水边界(或补给边界)、隔水边界(或排泄边界)与隧道中心线的距离a小于可能影响宽度时(2a≤R)，该侧的集水面积边界则以透水边界或隔水边界为界。反之，大于可能影响宽度时，应采用其他方法确定。

(2)当隧道通过含水体的长度L小于200m，其引用半径r0值(r0＝0.25L)不超过40～50m时，隧道涌水影响宽度：

库萨金公式R=r0+2S(潜水含水体) (7-1)

集哈尔特公式R=r0+10S(承压水含水体) (7-2)

式中：R——隧道涌水影响宽度(m);

r0——引用半径，r0＝0.25L(m);

S——隧道水位降深(m);

H——隧道洞底以上潜水含水体的厚度(m);

K——含水体的渗透系数(m/d)。

库萨金、集哈尔特经验公式计算的精度一般相当于“D”级，误差大体在80%以内。

(3)当隧道通过含水体的长度L大于200m，其引用半径r0值(r0＝0.25L)大于40～50m，且隧道水位降深S较大时，隧道涌水影响宽度：

库萨金变形公式R=r20+30K·H·S(1+0.000 15r20) (7-3)

适用于非承压水、横断面大和下降值大的坑硐，式中符号意义同式(7-1)。

(4)隧道涌水影响宽度一般不超过2 500～3 000m。

二、降雨量(X)

降雨量是指一定时段内降落到地面的未经蒸发、渗漏、流失的雨水所积成的水层深度(以毫米数表示)，它是预测岩溶隧道涌水量时计算降雨入渗量的一个十分重要的参数。

降雨量的取值上存在着很大的差别，其结果也相差甚多。应向当地气象部门(或雨量站)搜集下列六项降雨量资料：多年平均降雨量、多年最大降雨量、多年月最大降雨量(或最大30日降雨量)、多年各月平均降雨量、多年最大一日降雨量(或最大24h降雨量)、年平均气温。

岩溶区隧道出现大涌水量后突水多在雨季，尤其连续几天大雨或暴雨后更易发生。因此，为了预测可能的大降雨渗入量，应按最不利因素考虑，选取降雨量的较大值。考虑到隧道施工时段一般不超过3～5年，降雨量的选择通常与施工工期相配合，用3～5年中每年都能遇到的最大降雨量值，或最大降雨量平均值。

此值不宜超过参与渗入系数计算的最大降雨量值太多，否则不符合直线方程中降雨量与渗入系数的关系。同时，降雨量增大到一定程度后土壤已达饱和，大部分的降雨成为地表径流排走，渗入量的增量反而减少。

三、降水入渗系数(α)

降水入渗系数是指一个地区单位面积上降水入渗补给地下水的量与总降水量的比值。降水入渗系数的大小取决于岩性、结构、地形、地貌特征及降雨量大小及强度、时间分配以及地下水埋藏深度、岩溶发育特征等因素。

当无地下水观测资料时，首选应从《中华人民共和国区域水文地质普查报告》(1∶200 000)中取得当地资料，也可参考《铁路工程水文地质勘察规程》[TB10049—2004]表8.5.2近似确定降水入渗系数的经验数据。当有较多岩溶地下水观测资料时，可利用一(或若干)水文年、一(或若干)枯水期、平水期或丰水期、甚至是一次或若干场雨的地下河(岩溶泉)流域内排泄总量与降雨总量资料求得降水入渗系数。

根据水文地质资料情况，采用以上方法得出宜万铁路降水入渗系数α研究成果，如表7-4所示。

四、地下水滞后系数(η)

地下水滞后系数是指涌入岩溶隧道的地下水量与地下水径流总量的比值。由于总体上岩溶水流量(水位)波动与降雨变化是一致的，表现在变化周期的一致性及变幅大小与降雨强度的一致性，降雨量的多少对岩溶水的流量起着明显的控制作用。同时，流量(水位)的峰值又明显地滞后于降雨峰值，这就需要研究岩溶水的滞后系数。通常采用《铁路工程不良地质勘察规程》、《水电水利工程喀斯特工程地质勘察技术规程》等对其进行确定。

表7-4宜万铁路碳酸盐岩降水入渗系数α、地下水滞后系数η表