隧道涌水量计算方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种隧道涌水量计算方法及装置，涉及隧道高温热害评估领域。所述方法包括：根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；根据所述地下水位埋深确定水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深；获取隧道半径、水平钻孔半径以及水平钻孔的单位长度涌水量；根据水平钻孔半径、所述水平钻孔的单位长度涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深，获取岩体的渗透系数以及影响半径；根据隧道半径、水平钻孔的孔深、所述地下水头高度、所述渗透系数以及所述影响半径，获取所述研究区的隧道涌水量。本申请实施例用于提高隧道涌水量的计算精度。例用于提高隧道涌水量的计算精度。例用于提高隧道涌水量的计算精度。

【技术实现步骤摘要】
隧道涌水量计算方法及装置


[0001]本申请属于隧道高温热害评估领域，尤其涉及一种隧道涌水量计算方法、装置、电子设备和介质。

技术介绍

[0002]目前，在铁路建设中，兴建了大量的隧道工程。虽然隧道的类型各不相同，但处在水文地质复杂，特别是穿越溶洞发育的强岩融化地段的隧道，在施工和运行期间都不同程度地遭受过地下水的危害。大量的涌水灾害实例表明，当隧道工程涉及到热水渗流区域时，可能遭遇热水、热气等热害而给安全施工带来威胁，因此准确地预测隧道的涌水量对隧道的设计、施工和运营都具有十分重要的意义。
[0003]传统的铁路勘察，隧道涌水量计算主要基于水均衡法以及地下水动力学法。水均衡法主要是基于区域地下水补给排泄均衡理论来计算；地下水动力学法主要是通过垂向钻孔确定地下水位，然后利用抽水试验确定的水量和水位降深计算渗透系数，再将以上参数带入地下水动力学计算公式进行计算。但是，使用上述两种方法计算隧道高温热水涌水量有各自的缺陷，水均衡法的主要计算参数均是经验参数，尤其是降雨入渗系数等参数难以获取，所以导致计算精度低；而根据水动力学法计算时，由于基岩出水地段的含水层厚度和影响半径难以确定，所以计算的渗透系数存在误差，也会影响计算结果。因此，如何提高隧道涌水量的计算精度是当前隧道高温热害面临的主要问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对如何精确计算复杂艰险山区的隧道涌水量问题，提供一种隧道涌水量计算方法、装置、电子设备和介质。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种隧道涌水量计算方法，所述方法包括：
[0006]根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；
[0007]根据所述地下水位埋深确定水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深；
[0008]获取隧道半径、水平钻孔半径以及水平钻孔的单位长度涌水量；
[0009]根据水平钻孔半径、所述水平钻孔的单位长度涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深，获取岩体的渗透系数以及影响半径；
[0010]根据隧道半径、水平钻孔的孔深、所述地下水头高度、所述渗透系数以及所述影响半径，获取研究区的隧道涌水量。
[0011]作为本申请一种可选的实施方式，所述方法还包括：
[0012]获取水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量；
[0013]根据隧道涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量确定隧道高温热水的来源。
[0014]作为本申请一种可选的实施方式，所述获取隧道半径、水平钻孔半径以及水平钻
孔的单位长度涌水量，包括：
[0015]获取水量监测数据；所述水量监测数据包括：水平钻孔在不同孔深处的钻孔涌水量、钻孔出水长度以及对应的地温；
[0016]根据所述水量监测数据，确定所述水平钻孔的单位长度涌水量。
[0017]作为本申请一种可选的实施方式，所述根据所述水量监测数据，确定所述水平钻孔的单位长度涌水量，包括：
[0018]根据水平钻孔在不同孔深处的钻孔总涌水量与对应的水平钻孔出水长度的比值，确定所述单位长度涌水量。
[0019]作为本申请一种可选的实施方式，所述根据水平钻孔半径、所述水平钻孔的单位长度涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深，获取岩体的渗透系数以及影响半径，包括：
[0020]根据公式K＝q(ln R
‑
ln r0)/2/H与公式进行迭代计算，获取岩体的渗透系数以及影响半径；
[0021]其中，K表示岩体的渗透系数，q表示水平钻孔的单位长度涌水量，R表示影响半径，r0为水平钻孔的半径，H为水平钻孔的不同孔深对应的地下水头高度。
[0022]作为本申请一种可选的实施方式，所述根据隧道半径、水平钻孔的孔深、所述地下水头高度、所述渗透系数以及所述影响半径，获取所述研究区的隧道涌水量，包括：
[0023]根据公式Q
s
＝2KHL/(ln R
‑
ln r)计算，获取所述研究区的隧道涌水量；
[0024]其中，Q
s
为隧道涌水量，K表示岩体的渗透系数，L为水平钻孔的孔深，H为水平钻孔的不同孔深对应的地下水头高度，R为影响半径，r为隧道半径。
[0025]作为本申请一种可选的实施方式，所述根据隧道涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量确定隧道高温热水的来源，包括：
[0026]根据隧道涌水量与水平钻孔在不同孔深处对应的地温，确定出水点是否为热水；
[0027]若所述出水点的水温高于预设温度，则确定所述出水点为热水以及结合所述地下水化学组分的含量，确定所述出水点是否受深部循环水上涌影响。
[0028]第二方面，本申请实施例提供了一种隧道涌水量计算装置，所述装置包括：
[0029]获取模块，用于根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；
[0030]分析模块，用于根据所述地下水位埋深确定水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深；
[0031]处理模块，用于获取隧道半径、水平钻孔半径以及水平钻孔的单位长度涌水量；
[0032]确定模块，用于根据水平钻孔半径、所述水平钻孔的单位长度涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深，获取岩体的渗透系数以及影响半径；
[0033]计算模块，用于根据隧道半径、水平钻孔的孔深、所述地下水头高度、所述渗透系数以及所述影响半径，获取所述研究区的隧道涌水量。
[0034]作为本申请一种可选的实施方式，所述隧道涌水计算装置还包括：
[0035]参数获取模块，用于获取水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量；
[0036]水源确定模块，用于根据隧道涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量确定隧道高温热水的来源。
[0037]作为本申请一种可选的实施方式，所述处理模块，包括以下单元：
[0038]水量监测数据获取单元，用于获取水量监测数据；所述水量监测数据包括：水平钻孔在不同孔深处的钻孔涌水量、钻孔出水长度以及对应的地温；
[0039]单位长度涌水量确定单元，用于根据所述水量监测数据，确定所述水平钻孔的单位长度涌水量。
[0040]作为本申请一种可选的实施方式，所述单位长度涌水量确定单元，具体用于：
[0041]根据水平钻孔在不同孔深处的钻孔总涌水量与对应的水平钻孔出水长度的比值，确定所述单位长度涌水量。
[0042]作为本申请一种可选的实施方式，所述确定模块，具体用于：
[0043]根据公式K＝q(ln R
‑
ln r0)/2/H与公式进行迭代计算，获取岩体的渗透系数以及影响半径；
[0044]其中，K表示岩体的渗透系数，q表示水平钻孔的单位长度涌水量，R表示影响半径，r0为水平钻孔的半径，H为水平钻孔的不同孔深对应的地下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道涌水量计算方法，其特征在于，所述方法包括：根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；根据所述地下水位埋深确定水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深；获取隧道半径、水平钻孔半径以及水平钻孔的单位长度涌水量；根据水平钻孔半径、所述水平钻孔的单位长度涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深，获取岩体的渗透系数以及影响半径；根据隧道半径、水平钻孔的孔深、所述地下水头高度、所述渗透系数以及所述影响半径，获取所述研究区的隧道涌水量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量；根据隧道涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地温以及地下水化学组分的含量确定隧道高温热水的来源。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取隧道半径、水平钻孔半径以及水平钻孔的单位长度涌水量，包括：获取水量监测数据；所述水量监测数据包括：水平钻孔在不同孔深处的钻孔涌水量、钻孔出水长度以及对应的地温；根据所述水量监测数据，确定所述水平钻孔的单位长度涌水量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述水量监测数据，确定所述水平钻孔的单位长度涌水量，包括：根据水平钻孔在不同孔深处的钻孔总涌水量与对应的水平钻孔出水长度的比值，确定所述单位长度涌水量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据水平钻孔半径、所述水平钻孔的单位长度涌水量、水平钻孔在不同孔深处对应的地下水头高度以及降深，获取岩体的渗透系数以及影响半径，包括：根据公式K＝q(ln R
‑
ln r0)/2/H与公式进行迭代计算，获取岩体的渗透系数以及影响半径；其中，K表示岩体的渗透系数，q表示水平钻孔的单位长度涌水量，R表示影响半径，r0为水平钻孔的半径，H为水平钻孔的不同孔深对应的地下水头高度。6.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓宇，杜世回，黄勇，黄凯，田利川，杨春，罗勋，周泉，李俊青，杨青，王杜江，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：