采用現(xiàn)場鉆探、地下水動態(tài)監(jiān)測、野外試驗和三維數(shù)值分析等方法，在已有地質(zhì)資料和設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，對小浪底北岸灌區(qū)總干渠11＃隧洞F29斷層在工程施工中可能出現(xiàn)的高承壓水涌突水突泥問題進行了詳細分析和深入研究。增加研究區(qū)現(xiàn)場直孔、斜孔地質(zhì)鉆探和地球物理勘探等進一步確定F29斷層的性狀、埋深及斷層影響帶寬度。進行水文地質(zhì)調(diào)繪、地下水動態(tài)監(jiān)測、壓水試驗等工作進一步探明研究區(qū)水文地質(zhì)條件。采用同位素試驗對地下水與地表水的水力聯(lián)系進行了分析研究。依據(jù)揭露的研究區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，建立了三維地質(zhì)模型和計算模型，采用三維數(shù)值模擬方法研究了多種工況條件下隧洞開挖過程中的涌水量，并進行了涌水突水水量預(yù)測。對小浪底北岸灌區(qū)總干渠11＃隧洞F29斷層高位承壓水施工處理方案進行了優(yōu)化設(shè)計研究，提出了施工處理優(yōu)化方案，節(jié)省了施工工期和工程直接投資。
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目錄
第1章 緒論1
第2章 隧洞涌水量預(yù)測方法及突水防治5
2.1隧洞突水地質(zhì)災(zāi)害5
2.2隧洞涌水量預(yù)測方法10
2.3底板承壓水上斷層突水機理13
2.4隧洞突水超前地質(zhì)預(yù)報方法15
2.5隧洞涌突水防治技術(shù)16
2.6裂隙巖體注漿理論與技術(shù)17
2.6.1注漿漿液研究及存在問題18
2.6.2注漿參數(shù)選取19
2.6.3裂隙巖體注漿理論22
第3章 小浪底北岸灌區(qū)一期工程概況25
3.1工程概況25
3.2前期勘察工作概況28
3.3勘察工作依據(jù)29
3.4前期勘察工作量29
第4章 總干渠11號隧洞工程地質(zhì)31
4.1地形地貌31
4.2地層巖性及地質(zhì)條件31
4.3區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震32
4.3.1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造32
4.3.2場區(qū)內(nèi)主要斷層特征33
4.3.3節(jié)理35
4.3.4地震及地震動參數(shù)37
4.4水文地質(zhì)條件37
4.4.1氣象、水文37
4.4.2地下水賦存條件38
4.4.3地下水的補給、徑流、排泄條件43
4.4.4巖體的滲透性45
4.4.5水化學特征及腐蝕性評價46
4.4.6地下水動態(tài)特征48
4.4.7樁號16+040~15+668隧洞施工涌水情況48
4.4.8樁號15+582~15+420隧洞施工涌水情況49
4.5巖土體物理力學性質(zhì)51
第5章 現(xiàn)場勘探與試驗55
5.1鉆孔勘探及斜井測量55
5.1.1補充鉆孔位置及要求55
5.1.2鉆孔壓水試驗結(jié)果及剖面圖56
5.1.3鉆孔井斜測量57
5.2鉆孔光學成像及波速測試59
5.2.1鉆孔光學成像59
5.2.2鉆孔波速測試66
5.3地球物理勘探67
5.3.1儀器設(shè)備及工作依據(jù)68
5.3.2工作方法與技術(shù)69
5.3.3資料解釋與成果分析71
5.3.4地球物理勘探結(jié)果76
5.4環(huán)境同位素水文地球化學試驗76
5.4.1樣品采集與測試77
5.4.2水文地球化學特征78
5.4.3水化學形成作用85
5.4.4環(huán)境同位素特征88
5.4.5F29斷層帶涌水量氚同位素分析104
5.4.6同位素試驗結(jié)果106
5.5裂隙巖體室內(nèi)滲透試驗107
5.5.1試驗方案107
5.5.2試驗成果分析108
5.5.3巖體滲透試驗結(jié)果110
第6章 F29斷層帶涌水預(yù)測113
6.1隧洞涌水量預(yù)測方法113
6.2F29斷層帶涌水量理論計算114
6.2.1地下徑流模數(shù)法114
6.2.2大氣降水入滲系數(shù)法114
6.2.3古德曼公式115
6.2.4佐藤邦明公式115
6.3F29斷層帶突水量三維數(shù)值分析116
6.3.1計算方法及原理117
6.3.2裂隙巖體三維滲流數(shù)學模型118
6.3.3三維滲流場模型122
6.3.4數(shù)學模型125
6.3.5F29斷層影響帶三維滲流場計算工況126
6.3.6F29斷層影響帶三維滲流計算參數(shù)選取127
6.3.7F29斷層及影響帶涌水量分析129
6.3.8F29斷層影響帶寬度為200m涌水情況分析133
6.3.9MODFLOW模型及計算結(jié)果134
6.3.10F29斷層影響帶涌水量預(yù)測136
6.3.11涌水對洞室圍巖應(yīng)力的耦合分析138
第7章 F29斷層高承壓水處理方案145
7.1F29斷層高承壓水施工處理原則145
7.2F29斷層段帷幕注漿范圍三維數(shù)值分析及方案優(yōu)化145
7.2.1各種注漿方案三維數(shù)值分析145
7.2.2注漿范圍20m×20m,斷層影響帶370m時分析結(jié)果147
7.2.3隧洞涌水影響洞室圍巖應(yīng)力場的耦合分析151
7.3F29斷層帶高承壓水處理方案168
7.3.1注漿的目的168
7.3.2止水注漿施工方案169
7.3.3隧洞施工掘進地質(zhì)預(yù)報171
7.4F29斷層高地下水原施工處理方案173
7.4.1F29斷層高地下水原處理方案173
7.4.2F29斷層帶高地下水原施工方案174
7.5F29斷層高承壓水施工處理方案與原方案比較175
7.5.1注漿處理范圍與施工工期比較175
7.5.2典型方案工程量及工程投資比較176
參考文獻177
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