【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隧道施工，具体涉及一种富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法。
技术介绍
1、在富水地层隧道施工中，涌水是指地下水从掌子面的地质体的孔隙或裂隙大量涌出，给施工带来麻烦现象，突水是指掌子面前方地质体在高水头地下水作用下地下水和地质材料一起突出，将已经挖成的隧道埋死的现象，又称为地下泥石流或地下碎屑流。涌突水问题一直是一个重大挑战，可能导致安全事故和项目延误。含水层高度的确定是解决涌突水灾害的关键性问题，传统的含水层水柱高度预测方法通常基于经验和地质勘探，缺乏准确性和可靠性。
技术实现思路
1、本申请旨在解决现有含水层水柱高度预测方法存在准确性和可靠性较差的问题，提出一种富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法。
2、本申请解决上述技术问题所采用的技术方案是：
3、富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，所述方法包括：
4、确定隧道通过含水体的长度以及富水地层含水层的渗透系数；
5、确定隧洞未来周期内的涌水量预测值；
6、根据所述含水体的长度、含水层的渗透系数以及涌水量预测值计算隧洞含水层水柱高度。
7、进一步地，所述含水体的长度的确定方法包括：
8、根据收集的地质勘探资料获取初始地质信息和初始水文信息，并根据所述初始地址信息和初始水文信息确定含水体的初始长度；
9、采用超前探测设备并基于所述含水体的初始长度进行含水体长度探测，根据探测结果及含水体的初始长度确
10、进一步地，所述含水层的渗透系数的确定方法包括：
11、确定富水地层含水层的流体密度、流体黏滞系数、土体颗粒尺寸和孔隙度，根据所述流体密度、流体黏滞系数、土体颗粒尺寸和孔隙度计算含水层的渗透系数。
12、进一步地，所述含水层的渗透系数的计算公式如下：
13、
14、其中，k表示含水层的渗透系数，ρω表示流体密度，u表示流体黏滞系数，g表示重力加速度，dm表示土体颗粒尺寸，n表示孔隙度。
15、进一步地，所述涌水量预测值的确定方法包括：
16、获取历史周期内的涌水量实测数据并将其作为原始数据序列，根据所述原始数据序列并基于涌水量预测模型获得对应的涌水量预测数据并将其作为预测数据序列，并根据所述涌水量预测模型预测未来周期内的涌水量初始预测值；
17、根据所述原始数据序列和预测数据序列生成相对残差序列，对所述相对残差序列进行多步马尔科夫预测，计算获得未来周期对应的相对残差，根据未来周期对应的相对残差调整所述涌水量初始预测值，获得涌水量预测值。
18、进一步地，所述原始数据序列为x＝{x(1),x(2),...,x(i),x(i+1),...,x(n),x(n+1)}，所述预测数据序列为x0＝{x0(1),x0(2),...,x0(i),x0(i+1),...,x0(n),x0(n+1)}；
19、其中，i＝1,2,...,n，x表示前n+1个周期内的涌水量实测数据，x(i)表示第i个周期内的实测涌水量，x(n)表示第n个周期内的实测涌水量，x0表示前n+1个周期内的涌水量预测数据，x0(i)表示第i个周期内的预测涌水量，x0(n)表示第n个周期内的预测涌水量。
20、进一步地，所述相对残差序列为e＝{e(1),e(2),...,e(i),e(i+1),...,e(n)}；
21、其中，e(i)表示第i个周期对应的相对残差，其计算公式如下：
22、
23、进一步地，所述涌水量初始预测值的调整公式如下：
24、
25、其中，q表示调整获得的涌水量预测值，x0(0)表示调整前的涌水量初始预测值，e(0)表示未来周期对应的相对残差。
26、进一步地，所述隧洞含水层水柱高度的计算方法包括：
27、获取洞身横断面等价圆直径，根据所述含水体的长度、含水层的渗透系数、洞身横断面等价圆直径以及涌水量预测值计算含水层水柱高度。
28、进一步地，所述含水层水柱高度的计算公式如下：
29、
30、其中，h表示含水层水柱高度，d表示洞身横断面等价圆直径，q表示调整后的涌水量预测值，l表示含水层的渗透系数，l表示含水体的长度。
31、本申请的有益效果是：本申请所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，通过含水体的长度、含水层的渗透系数以及涌水量预测值计算隧洞含水层水柱高度，实现了隧洞含水层水柱高度的准确预测，提高了含水层水柱高度预测的准确性和可靠性，以应对富水地层深埋长大引水隧洞涌突水问题，避免了安全事故和项目延误。
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1.富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水体的长度的确定方法包括：
3.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水层的渗透系数的确定方法包括：
4.根据权利要求3所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水层的渗透系数的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述涌水量预测值的确定方法包括：
6.根据权利要求5所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述原始数据序列为X＝{x(1),x(2),...,x(i),x(i+1),...,x(n),x(n+1)}，所述预测数据序列为X0＝{x0(1),x0(2),...,x0(i),x0(i+1),...,x0(n),x0(n+1)}；
7.根据权利要求6所述的富水地层深埋长大引
8.根据权利要求6所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述涌水量初始预测值的调整公式如下：
9.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述隧洞含水层水柱高度的计算方法包括：
10.根据权利要求9所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水层水柱高度的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水体的长度的确定方法包括：
3.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水层的渗透系数的确定方法包括：
4.根据权利要求3所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述含水层的渗透系数的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述涌水量预测值的确定方法包括：
6.根据权利要求5所述的富水地层深埋长大引水隧洞含水层水柱高度计算方法，其特征在于，所述原始数据序列为x＝{x(1),x(2),...,x(i),x...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗春，夏勇，唐碧华，陈军，刘跃，谢金元，尹崇林，李健薄，钟勇，刘道桦，杜震宇，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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