江门中微子实验站大型深埋地下洞室涌水量预测分析

在大型深埋地下洞室开挖过程中,突发性涌水给施工设备和人员安全带来巨大的隐患,因此如何合理地预测涌水量规模,对施工期选择适当的止水、排水措施显得极为重要。本文以广东省江门中微子实验站大型深埋地下洞室的开挖涌水量预测为研究对象,采用经验公式法和数值模拟法分别对洞室开挖的最大涌水量和稳定涌水量进行预测分析,成果表明工程开挖过程中最大涌水量为520~710m^(3)/h,长期稳定涌水量为230~330m^(3)/h,现场观测实际涌水量为368.4~563.7m^(3)/h。预测结果与实际涌水量观测情况基本吻合。研究成果可以为工程施工中涌水量预测和涌水治理措施的选择提供有价值的参考依据。

地球中微子：来自地球深部的信使

中微子是构成物质世界最基本的单元之一,在自然界广泛存在.正在建设的江门中微子实验站(JUNO)是我国第二个大型国际领先的中微子实验站.地球中微子(geo-neutrino)是地球内部天然放射性元素(主要是^(238)U,^(232)Th和^(40)K三种同位素)衰变产生的反电子中微子.它们在衰变过程中也同时释放出大量热能,是驱动地球演化的主要地热能来源之一.地球中微子的通量和产生的热能成固定比例.因此,测量地球中微子的通量,可以获得放射性元素分布及其对地热能的贡献.江门中微子实验站的探测器质量为2万吨,运行一年所获取的地球中微子事例数达到400个以上,超过全球已有地球中微子探测器10年所探测事例的总和.江门中微子实验站周围500 km以内贡献50%以上的地球中微子事例数,利用地球科学手段可合理、有效估算实验站周围及邻区地壳的贡献,实验站测量总数减去地壳贡献,可得到地幔的贡献.因此,有效充分利用实验站可望帮助解决放射性元素衰变对地热能的贡献、测量Th/U比值和来自地幔的放射性地热等问题,并推动国内中微子地球科学研究的交叉领域发展.本文首先介绍了地球内部有关热量未解决的科学问题及地球中微子可能的贡献,其次介绍了地球中微子研究的国内外现状及精确地壳结构模型研究的重要意义,随后着重介绍了江门中微子实验的地球中微子探测潜力及其独特的地理位置和探测优势对地球科学研究的意义,最后给出总结和展望.

富水长大裂隙对地下洞室施工期围岩稳定影响研究

江门中微子地下实验室在施工支洞开挖时,揭露三条富水长大裂隙,局部探水孔中出现高压喷射涌水,可能对洞室围岩稳定产生不利影响。为此,采用离散元方法,系统分析了开挖面不同水压力条件下L1、L2、L3对实验大厅围岩变形的影响。结果表明,富水长大裂隙对工程的顶拱围岩整体稳定影响较小,顶拱围岩在L1和L2处对开挖面排水条件变化不敏感,随着开挖面水压升高,L3拱肩部位变形陡增且趋势不收敛。L2对下部水池变形基本无影响,L1、L3附近浅部围岩出现卸荷。综合分析,建议将0.5 MPa作为工程开挖面浅层围岩排水控制标准。