外源补给型岩溶管道系统特征及隧道涌水条件研究——以利咸高速楼门隧道为例

为更加科学地预测岩溶隧道发生管道型突水时的涌水量,有效规避岩溶地区隧道施工过程中重大水害风险,以利咸高速公路楼门隧道为例,结合野外水文地质条件调查、地下水示踪试验、高分辨率降雨-流量动态监测等多种方法,通过查明研究区内岩溶管道系统地下水补径排条件、岩溶水系统边界条件,分析暗河管道的空间展布及其与楼门隧道之间的空间关系,研究了外源补给型岩溶管道系统特征及隧道涌水条件,并根据高精度暗河出口流量和降雨量观测数据,采用相关性分析法对楼门隧道涌水量进行了预测。结果表明:响水洞岩溶水系统内部发育有两条岩溶管道(Ⅰ号岩溶管道和Ⅱ号岩溶管道),楼门隧道与Ⅰ号岩溶管道在平面上相交,极有可能是隧道突涌水的主要来源;楼门隧道日最大涌水量达99688 m3/d;建议从平、剖面上进一步优化线位,以规避重大岩溶突涌水灾害。该研究结果可为楼门隧道工程的设计与施工安全提供地质依据。

水箱-管道系统溶质运移实验研究及其岩溶水文地质意义

为了研究岩溶管道中溶潭对溶质运移的影响,在实验室内构建水箱-管道系统,在不同管道结构和水流条件下进行定量示踪实验并得到相应的穿透曲线(BTCs);采用Qtracer2软件分析溶质运移参数,采用滞后系数R分析实验结果与一维经典对流弥散方程解析解之间的差别。实验结果显示:随着水箱数量的增加,示踪剂(NaCl)峰值质量浓度逐渐降低,弥散系数和弥散度逐渐增加,穿透曲线拖尾逐渐增长,表明水箱的瞬态存储使溶质运移滞后;与不对称水箱相比,对称水箱BTC拖尾较长;峰现时间随着不对称水箱数量的增多明显滞后;出口流量增加时,弥散度减小,BTC拖尾变短。一维经典对流弥散方程解析解仅对单管道最大流量条件下的BTC拟合较好,对流量较小的单管道和水箱-管道系统的BTC拟合较差,需研究适用的模型解释其拖尾现象。

岩体水力学基础(二)─—岩体水力学的基础理论

单裂隙水流立方定律是岩体水力学中最基本的．也是最重要的定理。本文从不变形平直等宽单裂隙水流运动定理开始，讨论了受应力作用岩体单裂隙、一组平行裂隙、一组正交裂隙以及岩体裂隙系统中水流运动规律，分析了单裂隙中水流渗透压力与裂隙变形之关系。运用水力学原理推导了岩溶单管道流定理，为岩体水力学模型研究奠定了基础。

岩溶管道系统中污染物扩散及地下水自净能力研究——贵州某磷石膏堆场为例

以实验场水文地质勘查、室内外实验为基础,对磷石膏废液中TP(总磷)、F-(游离态氟化物)在岩溶管道系统中扩散和迁移的规律、岩溶管道地下水系统自我净化能力进行了研究。结果表明:污染物主要沿岩溶管道、裂隙的延伸方向扩散和迁移,而在垂直地下水径流方向不明显;TP、F-浓度在迁移的过程中的衰减主要与地下水系统中地下水的稀释有关,岩土对污染物的物理吸附和化学交换作用居次要地位;岩溶地下水系统自净能力与大气降水补给密切相关,季节性变化明显。

隧洞固结灌浆对岩溶地下水径流路径及隧洞受力影响探索

隧洞固结灌浆不仅增强围岩自身稳定性,对地下水形成的外水压力有折减作用。岩溶山区岩溶管道系统发育,水文地质条件复杂,隧洞与岩溶管道系统常交叉连通,隧洞固结灌浆施工时要慎重处理;根据水工隧洞建筑物断面形状、隧洞与地下水径流路径相对位置关系,以及水文地质单元的不同,采用固结灌浆措施有差别,当隧洞位于岩溶管道系统上部时,固结灌浆以不要改变原始岩溶管道补排径关系为原则,再考虑尽量固结围岩;当隧洞位于系统下部时,封堵连接岩溶管道系统的通道,加强固结灌浆,增强围岩体抵抗地下水能力,保护衬砌混凝土结构。