重庆歇马隧道施工期地下水动态特征及含水层参数估计

发布时间：2020-09-11 09:24

　　重庆市是我国西南地区唯一直辖市,在国家战略层面起着西部大开发重要的战略支点的重要作用。其境内中梁山地区的隧道开挖伴随着隧道涌水和地下水漏失等次生地质灾害,对施工安全和群众生产生活带来不利影响。歇马隧道施工期开展了地下水动态监测,以此为基础可分析地下水对降雨、隧道涌水的响应特征,并估算含水层参数,研究可为以后在相似水文地质条件下的隧道工程提供一定参考。在充分论证歇马隧道隧址区水文地质条件的基础上,利用降雨量、隧道涌水量、钻孔水位、平硐流量、地表水位等不同类型的监测数据,着重分析了降雨和隧道涌水与区域地下水动态的相关性及响应时间。针对地下水位响应显著的涌水过程,以动力学解析方法计算了含水层的水文地质参数,主要有渗透系数K和重力给水度u,并进一步建立了地下水流三维数值模型和典型剖面模型,对参数进行了反演和优化。论文的主要研究成果如下:(1)观音峡背斜两翼和核部相对隔水,东、西槽谷岩溶含水层之间水力联系较弱,地下水主要接受大气降雨补给,整体上由南至北向嘉陵江排泄。研究区地下水动态与降雨量具有较强正相关性,而隧道涌水量的增大与地下水水位相关系数值呈负数。(2)对各项数据进行的SPSS相关性分析及对监测点空间位置的分析结果表明,监测点与降雨量的相关性程度与监测点高程呈正相关关系,监测点高程越高,其与降雨量的正相关关系也越显著,而随着监测点高程的降低,隧道涌水量开始逐渐成为影响研究区地下水动态特征的主要因素。(3)通过分析监测点对降雨量、隧道涌水量的不同滞后时间,发现岩溶槽谷中距观音峡背斜东、西槽谷中相对隔水条带越近的点,对隧道涌水的响应越迅速,这可能是因为观音峡背斜东、西槽谷中相对隔水条带处的岩性分界线附近存在地下水优势导水通道。监测点对降雨量的滞后时间亦呈现出由南向北逐渐增长的空间滞后特征。距隧道距离更远的监测点,其对隧道涌水的响应时间也更长,因此距隧道平面距离越远的监测点对隧道涌水的响应时间可能越长。利用水均衡相关公式,得出西槽谷u值为0.006,东槽谷u值为0.005。(4)通过对2015年4月歇马隧道涌水事件分析和解析解计算,得出均质条件下,西槽谷含水层参数K=0.34 E-01(m~3/d),u=0.5 E-02;东槽谷含水层参数K=0.1 E-01(m~3/d),u=0.3 E-02。通过对研究区建立三维地下水流数值模型,将文件输出至USGS-ModelMate进行参数反演,得出西槽谷水文地质参数K=0.8643E-01(m~3/d),Ss=0.6507 E-04。东槽谷K=0.3773 E-01(m~3/d),Ss=0.2969 E-04。根据所求含水层参数及钻孔资料,推测观音峡西槽谷岩溶发育程度可能较东槽谷更甚。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U452.11
【部分图文】：

技术路线图

中梁山,交通通道,北碚区,内乡

通过四条上下山道路，向北可至北碚区，南抵中梁山镇。研究区以西则有G93 成渝环线高速、省道 S204 线等交通通道，向东则可达沙坪坝、陈家湾等地。区内乡镇公路通达各行政村，交通十分便利，见图 2-1 交通位置图。

地貌图,地貌图,丘陵,单面山

图 2-2 研究区地貌图研究区地貌格局与区域构造线相吻合，沿 NNE 方向展布，向斜成丘陵，背山，呈隔挡式构造。观音峡背斜轴部附近可溶岩形成以轴部为间隔的东、西槽谷，其两翼须家河组砂岩形成单面山，两翼以外的侏罗系地层形成丘陵，了本区多样化的地貌形态，研究区主要为Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅲ1地貌，详见表貌分区说明表与图 2-3 研究区地貌分区图。表 2-1 地貌分区说明表成因类型绝对高程形态特征相对高差代号构造侵蚀、溶蚀条形低山 400～1000脊状山 100～200 Ⅰ1岩溶槽谷 50～100 Ⅰ2单面山 100～250 Ⅰ3构造剥蚀丘陵 <400 深丘 50～100 Ⅲ1

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