富水區(qū)大埋深高滲壓隧洞涌水預(yù)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、錦屏二級(jí)水電站引水洞工程是世界上目前規(guī)模最大的水工隧洞工程，由于施工受阻及工期緊缺，增設(shè)輔引3#施工支洞以增加工作面，解救被強(qiáng)巖爆掩埋的TBM等施工設(shè)備并且保障工程如期順利完成?？梢?jiàn)，輔引3#施工支洞的順利完成對(duì)錦屏二級(jí)水電站引水洞工程至關(guān)重要。然而，輔引3#支洞涌水問(wèn)題是本工程最大的重難點(diǎn)，具有突發(fā)性、大流量、高水壓等特點(diǎn)，對(duì)其涌水量進(jìn)行合理預(yù)測(cè)成為工程建設(shè)過(guò)程必須得面對(duì)與解決的難題之一。
　　 本文以錦屏二級(jí)水電站輔引3#施

2、工支洞工程為背景，綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等研究方法對(duì)隧洞涌水進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。在詳細(xì)介紹隧道涌水預(yù)測(cè)的傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立“富水區(qū)大埋深高滲壓隧洞涌水預(yù)測(cè)模型”，并采用模糊數(shù)學(xué)和MODFLOW數(shù)值分析兩種方法對(duì)涌水量進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果用來(lái)對(duì)比驗(yàn)證“富水區(qū)大埋深高滲壓隧洞涌水預(yù)測(cè)模型”可靠性。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1、對(duì)錦屏二級(jí)水電站輔引3#施工支洞的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行了分

3、析，揭示了輔引3#支洞涌水的突發(fā)性、大流量、高水壓是本工程最大的重難點(diǎn)。影響輔引3#支洞涌水的因素主要分為三大類(lèi)共計(jì)11個(gè)因素，分別為工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和隧洞工況。其中工程地質(zhì)條件具體包括地質(zhì)構(gòu)造、最大埋深、圍巖級(jí)別、滲透系數(shù)和巖溶發(fā)育5個(gè)影響因素，水文地質(zhì)條件主要考慮了水頭高度、降水量和地表環(huán)境對(duì)涌水的影響，隧洞工況的具體因素為隧道半徑、施工工況和隧道長(zhǎng)度的影響。
　　 2、綜合分析隧洞涌水的影響因素得出，地質(zhì)構(gòu)造、水

4、頭高度、滲透系數(shù)、降水量和隧道半徑對(duì)涌水量的影響最為顯著。其中將地質(zhì)構(gòu)造因素按地質(zhì)構(gòu)造等級(jí)采用1～100由定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo)，能夠較好地計(jì)算出隧洞涌水量?；谶@五種因素與隧洞涌水量之間的關(guān)系，構(gòu)建了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的“富水區(qū)大埋深高滲壓隧洞涌水預(yù)測(cè)模型”。
　　 3、三種預(yù)測(cè)涌水的方法對(duì)比分析可知，涌水預(yù)測(cè)的基本前提是充分掌握涌水隧洞工程區(qū)地質(zhì)條件與水理環(huán)境等方面的信息，在此基礎(chǔ)上，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Mod-flow法相對(duì)層

5、次分析與模糊數(shù)學(xué)法對(duì)涌水預(yù)測(cè)較為客觀，層次分析與模糊數(shù)學(xué)法較為主觀，建議優(yōu)先采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Mod-flow法，可用層次分析與模糊數(shù)學(xué)法對(duì)其他預(yù)測(cè)方法進(jìn)行輔助判斷。
　　 4、針對(duì)錦屏二級(jí)水電站輔引3#施工支洞涌水量預(yù)測(cè)，分別利用“富水區(qū)大埋深高滲壓隧洞涌水預(yù)測(cè)模型”、層次分析與模糊數(shù)學(xué)和Mod-flow法對(duì)錦屏二級(jí)水電站輔引3#施工支洞輔(3)0+020～0+050、輔(3)0+170～0+200及輔(3)0+280～0+3