地表水体下隧道涌突水过程的自然电位响应模拟研究——以珠海石景山隧道为例

涌突水是复杂地质区域隧道开挖过程中遭遇的主要地质灾害之一.当隧道穿越地表水体之下并沟通断裂破碎带时,隧道掌子面处极易发生涌突水灾害,造成施工人员伤亡,并延缓施工进度.本文基于自然电位法基础理论,以珠海市石景山隧道为研究对象,采用数值模型模拟隧道涌突水过程,讨论了不同工况隧道纵横断面处自然电位响应特征.结果表明:沿地下水径流方向,自然电位响应逐渐增强,在掌子面处达到极大值105.3 mV.自然电位响应与地下水流速、涌水量呈线性关系.隧道纵横断面自然电位响应与水头呈负相关关系.本研究表明自然电位响应规律可以有效指示隧道施工引起的地下水流场变化,进而作为隧道涌突水灾害预警的有效信息.