断层与平行隧道空间位置关系对涌水量的影响研究

作为渗流影响边界,断层是制约富水断层区隧道设计及施工的重要影响因素,研究断层对隧道涌水的影响具有重要的理论意义和工程应用价值.为分析断层与隧道空间位置关系对隧道涌水量的影响,将断层视为定水头边界,利用反映法将有界含水层用映射原理转化为无界问题,构建含断层的深埋平行隧道涌水简化计算模型.利用地下水力学理论、达西定律及线性叠加原理推导涌水量及结构承担的渗水压力计算式.忽略断层及平行隧道的干扰,初步验证本文构建模型的合理性及公式推导的正确性.基于理论公式对相关特征参数进行敏感性分析,揭示断层对隧道涌水的影响机理,探讨平行隧道及断层对涌水的影响特征.通过在建鸿图特长隧道检验涌水简化计算模型的适用性及有效性.研究结果表明:断层倾角竖直时,平行隧道与断层的垂直距离最大,渗流稳定时平行隧道涌水量最小;平行隧道水平距离对隧道涌水影响较为复杂,应综合考虑平行隧道与断层的相互干扰;平行隧道涌水量理论值与实测值差异分别为6.8％及10.5％,误差在可接受范围内.研究成果可为富水断层区隧道涌水量的计算及结构设计提供理论参考.