隧洞涌突水数值法预测研究现状及存在问题摘要：深埋隧洞具有高地温、高地应力和高外水压力等特点，随着隧洞施工的进行围岩中原有的渗流条件被破坏，会产生涌突水危害。涌水量的预测方法主要有水均衡法、解析法、数值模拟法等。常用的数值模拟方法主要包括：有限分析法、有限单元法、有限体积法、有限差分法和边界元法等。数值模拟法能更好地刻画复杂构造和边界条件，但存在选取模型和建模刻画不合理导致失真的缺点。为了系统地总结和分析各模型在工程应用中的优缺点，本文总结了目前常用的隧洞涌水量预测数值模型，对比分析了各模型的结构特征和使用环境，提出合理的建议，为今后深埋隧洞涌水量预测模型的建立和发展提供参考。关键词：涌水量预测；深埋隧洞；数值模拟。Abstract:Thedeepburiedtunnelhasthecharacteristicsofhightemperature,highpowerandhighwaterpressure.Theoriginalflowconditionofthesurroundingrockwillchangewiththetunnelconstructionandwaterbursthazardwouldbeinduced.Themainforecastingmethodsofwaterinflowincludewaterbalancemethod,analyticalmethod,numericalsimulationmethodetc.Thecommonlyusednumericalsimulationmethodsmainlyincludefiniteanalyticmethod,finiteelementmethod,finitevolumeproduct,finitepointmethodandtheboundaryelementmethodetc.Thenumericalsimulationmethodcouldbebettertodescribecomplexstructureandboundaryconditions,buttherearesomeshortcomingsifmodelselectionandmodeldescribingirrationalwouldleadtoresultsdistortion.Inordertosystematicallysummarizetheadvantagesanddisadvantagesofeachmodelinapplication,thecommongroundwaterinflowforecastingnumericalmodelsarediscussedbycomparativeanalyzingthestructuralcharacteristicsandapplicationscopes.Recommendationisproposedanditcouldbereferredfortheestablishmentanddevelopmentofnumericalmodesforgroundwaterinflowforecasting.Keywords:groundwaterinflowforecast;deep-buriedtunnel;numericalsimulation.0引言。许多大型基础设施建设往往伴随深埋隧洞的开挖。深埋隧洞中，隧洞通过的区域地质条件往往非常复杂，揭露众多的水文地质单元，地下水具有充足的补给量，涌水量大、水头压力高是深埋隧洞涌水的典型特征。涌水问题是隧洞施工中常见的主要地质灾害问题之一，也是影响隧洞施工的主要因素之一[1].深埋隧洞涌水、突泥问题是影响施工进度和造成工程事故的主要工程地质问题和常见的地质灾害，尤其是在岩溶地区隧洞施工中，大多数工程遭遇施工涌水灾害往往给工程施工带来困难甚至产生严重的人员和财产损失，其中比较典型的可见表1.由表1中所列的具体实例可知，涌突水量与构造、岩性、埋深深度和水文地质特征有着密切的关系[9],深埋隧洞涌突水的类型主要有：岩溶突水、破碎带突水和向背斜核部突水等。国内外工程人员和学者对深埋隧洞涌突水问题进行了大量的研究，发展了众多涌水量的预测方法，主要分为：确定性预测模型如水均衡法、解析法（地下水动力学法）、数值模拟法和物理模拟法；非确定性预测模型如水文地质比拟法、评分法、同位素氚法[10~11]、时间序列分析、回归（相关）分析法、模糊数学模型、BP人工神经网络和灰色系统理论[2].随着计算机技术的发展及大量地下水模拟软件的开发，对特殊地质条件特别是复杂构造和边界条件的准确刻画方面的优势，数值模拟法被越来越多的研究人员采用，并结合大量工程实例进行了相关的研究和检验。但是如何合理地建立复杂条件下的水文地质概念模型，特别是与复杂地质结构与复杂边界的结合、如何处理高埋深下的渗流场和应力场的耦合、确定复杂裂隙介质系统或岩溶系统内地下水运动参数等问题，尚需进一步探讨与研究[12~16].本文将综合已有深埋隧洞涌水量预测模型研究，介绍相关的概念模型、数学模型和数值模型基础，结合具体实例介绍不同模型在不同地质结构体中的应用特征，为深埋隧洞涌水量预测模型的研究提供一些基础。1深埋隧洞涌突水机理和数值模拟方法。12345下一页