水文地球化学方法确定隧洞外水压力研究

摘要

本文在总结前人研究成果的基础上,针对隧洞的突涌水和高外水压力问题,创造性地用水文地球化学方法展开了详细的分析和研究,提出一种确定外水压力的全新方法.主要原理如下:水中溶解气体分压的大小与水头高低有关.在相同水文地质条件下,水中溶解CO<,2>分压与水头呈线性相关关系,因而通过已知水体或钻孔中地下水CO<,2>分压与水头大小的关系,现场测定隧洞渗出水中CO<,2>分压,间接确定渗水处外水压力值.本文介绍了一种现场快速测定地下水水样中CO<,2>总浓度的方法一气敏电极法,根据基于活度计算的碳酸平衡理论确定水样中HCO<,3><'->浓度占CO<,2>总浓度的百分比a<,1>,由此得到HCO<,3><'->浓度,并根据pH值计算出CO<,2>分压.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1水工隧洞的发展概况

1.2水工隧洞的主要地质灾害

1.2.1高外水压力

1.2.2突涌水

1.2.3高地应力及岩爆

1.2.4高地温

1.3问题的提出及本文的主要研究内容

1.3.1问题的提出

1.3.2主要研究内容

第二章隧洞外水压力分析方法综合研究

2.1外水压力折减系数法

2.1.1国内外水压力修正系数的取值

2.1.2国外隧洞设计中外水压力的取值

2.1.3外水压力折减系数法的不足

2.2解析数值模拟法

2.2.1解析数值模拟法介绍

2.2.2解析数值模拟法的不足

2.3渗流场分析方法

2.3.1渗流场分析方法介绍

2.3.2渗流场分析方法的不足

2.4简化模型法

2.4.1简化模型法介绍

2.4.2简化模型法的不足

2.5水文地球化学方法

第三章基于活度的地下水碳酸平衡研究

3.1纯水中的碳酸平衡

3.1.1基于活度计算的平衡理论

3.1.2计算方法步骤

3.1.3计算结果分析

3.2碳酸盐岩地区地下水的碳酸平衡

3.2.1碳酸盐岩地区地下水化学平衡基本方程

3.2.2碳酸盐溶解平衡时水中各组分与pH或CO2分压的关系

3.2.3 a0、a1、a2的计算

3.2.4碳酸盐岩地区地下水碳酸平衡检查

第四章地下水中CO2分压的确定

4.1地下水溶解组分的非平衡—平衡计算法

4.1.1非平衡计算过程

4.1.2 CO2分压的平衡计算

4.2实验计算法测HCO3-浓度

4.2.1理论基础

4.2.2实验方法

4.2.3数据处理

第五章工程实例

5.1陈村水电站廊道扬压力

5.1.1地质环境概况

5.1.2陈村水库坝前水头与CO2分压的关系

5.2句容抽水蓄能电站勘探平硐外水压力确定

5.2.1工程概况

5.2.2地质环境概况

5.2.3水文地质特征

5.2.4勘探平硐外水压力确定

5.3结果与讨论

第六章总结与展望

6.1本文总结

6.2展望

参考文献

致谢