隧道涌水量计算方法及装置与流程

1.本技术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。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种隧道涌水量计算方法，所述方法包括：
6.根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；
7.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；
8.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；
9.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；
10.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。
11.作为本技术一种可选的实施方式，所述方法还包括：
12.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；
13.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。
14.作为本技术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：
15.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；
16.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。
17.作为本技术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：
18.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。
19.作为本技术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：
20.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；
21.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。
22.作为本技术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：
23.根据公式qs＝2khl/(ln r-ln r)计算，获取所述研究区的隧道涌水量；
24.其中，qs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。
25.作为本技术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：
26.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；
27.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。
28.第二方面，本技术实施例提供了一种隧道涌水量计算装置，所述装置包括：
29.获取模块，用于根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；
30.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；
31.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；
32.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；
33.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。
34.作为本技术一种可选的实施方式，所述隧道涌水计算装置还包括：
35.参数获取模块，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；
36.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。
37.作为本技术一种可选的实施方式，所述处理模块，包括以下单元：
38.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；
39.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。
40.作为本技术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：
41.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。
42.作为本技术一种可选的实施方式，所述确定模块，具体用于：
43.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；
44.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。
45.作为本技术一种可选的实施方式，所述计算模块，具体用于：
46.根据公式qs＝2khl/(ln r-ln r)计算，获取所述研究区的隧道涌水量；
47.其中，qs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。
48.作为本技术一种可选的实施方式，所述水源确定模块，具体用于：
49.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；
50.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。
51.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的隧道涌水量计算方法。
52.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的隧道涌水量计算方法。
53.本技术实施例提供的隧道涌水量计算方法，由于首先利用垂直钻孔确定了研究区域的地下水位埋深，然后根据垂直深孔确定的区域地下水位埋深获取了地下水水头高度和降深，再根据水平钻孔半径以及水平钻孔的水量监测数据计算了岩体的渗透系数及影响半径，克服了垂直钻孔抽水试验的计算参数地下水水头高度难以确定的问题。又根据地下水动力学法分析，考虑到计算隧道涌水量时仅仅隧道半径与水平钻孔半径不同，利用水平钻孔水量监测数据，实现隧道涌水量的计算，克服了由于众多参数难以确定而影响计算精度的难题，因此采用本方法计算隧道涌水量的结果更加精确。
附图说明
54.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
55.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.图1为本技术一实施例提供的隧道涌水量计算方法的流程图；
57.图2为本技术又一实施例提供的隧道涌水量计算方法流程图；
58.图3为本技术一实施例提供的隧道涌水的水温及水量观测记录示意图；
59.图4为本技术一实施例提供的隧道涌水量计算装置示意图；
60.图5为本技术又一实施例提供的隧道涌水量计算装置示意图；
61.图6为本技术一实施例提供的一种电子设备的内部结构图。
具体实施方式
62.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面将对本技术的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
63.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但本技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
64.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
65.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。此外，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。
66.本方案的整体发明构思为：为了确定隧道高温热水水量以及隧道高温热水来源，首先利用垂直钻孔确定研究区域的地下水位埋深，然后根据垂直深孔确定的区域地下水位埋深获取地下水水头高度和降深，再根据水平钻孔半径以及水平钻孔的水量监测数据计算岩体渗透系数及影响半径，又根据地下水动力学法分析，考虑到计算隧道涌水量时仅仅隧道半径与水平钻孔半径不同，利用水平钻孔水量监测数据，实现隧道涌水量的计算，最后再根据水平孔分层测温温度数据、分层取样水化学测试数据、水量监测数据综合分析隧道高温热水的来源。采用本方法能够克服由于计算过程中的参数难以确定而影响隧道涌水量计算精度以及垂直深孔冷热水难以区分的难题。
67.本技术实施例提供了一种隧道涌水量计算方法。具体的，参照图1所示，本技术实施例提供的隧道涌水量计算方法包括如下步骤s11至步骤s15：
68.s11、根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深。
69.其中，地下水位埋深，指的是潜水的埋藏深度，即潜水面至地表面的距离。地下水位埋深主要被岩性、地形、降雨、植被等自然因素影响。
70.具体的，利用隧道附近及周边的垂直钻孔揭示地下水位埋深，同时可以根据地形以及水力梯度等推算不同位置水平的地下水位埋深。其中，水力梯度，指沿渗透途径水头损
失与渗透途径长度的比值，可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。
71.可以理解的是，由于地下水位埋深是固定的，而垂直钻孔的孔深可以揭示地下水位埋深，因此利用垂直钻孔确定研究区域的地下水位埋深，为涌水量的计算奠定了基础。
72.s12、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。
73.其中，地下水头高度，是指相对某一选定基准面而言，在地下水压力作用下测量管中水位的高度。
74.水位降深是抽水时地下水位降低的数值。抽水前的地下水位称“静水位”，抽水时降低的地下水位称“动水位”，水位降深等于静水位与动水位之差。在本实施例中，降深是考虑在施工过程中孔内排水使得地下水位降到隧道洞身附近的距离。
75.示例性的，结合地形特征，根据地下水位埋深测出水平孔在距离洞身处478.6m、964.7m、1132m、1249.8m、1385.57m、1436.07m的地下水头高分别为100m、300m、380m、400m、500m以及600m，对应的降深分别为94m、295m、374m、394m、494m以及594m。
76.s13、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。
77.具体的，采用垂直深孔勘探技术以及水平深孔勘探技术，可对钻进过程中的工程参数进行实时监测，同时可实时获取孔内的温度、水压力、有害气体等参数为隧道掘进施工提供数据支撑。
78.示例性的，本实施例中，利用水平深孔勘探技术勘探过程中，测量得到水平钻孔半径为0.045米。
79.在一个实施例中，s13、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，包括步骤1和步骤2：
80.步骤1、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。
81.具体的，钻孔涌水量是根据水平孔钻进过程中孔口涌水监测获取的，钻孔出水长度以及地温也是通过监测获取的。
82.步骤2、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。
83.具体的，对水平孔钻探过程中的水量进行实时观测，利用水量观测记录计算单位长度涌水量。
84.示例性的，水平孔在距离洞身处478.6m、964.7m、1132m、1249.8m、1385.57m、1436.07m的钻孔涌水量分别为880m/d、460m/d、781m/d、940m/d、78m/d、220m/d。
85.在一个实施例中，步骤s132、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，具体实施方式如下：
86.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。
87.可以理解的是，水平钻孔出水长度不大于水平孔深长度，因此，单位长度涌水量可以根据水平钻孔在不同孔深处的钻孔总涌水量除以水平钻孔出水长度进行计算得到。
88.示例性的，对应的单位长度涌水量分别为1.85m3/d.m、1.45m3/d.m、1.50m3/d.m、1.49m3/d.m、1.40m3/d.m、1.45m3/d.m。
89.s14、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。
90.在一个实施例中，步骤s14的具体实施方式如下：
91.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；
92.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。
93.具体的，渗透系数为表征含水层透水能力的一个参数，指当水力坡度为1时地下水在介质中的渗透速度。影响半径即降落漏斗的周边在平面上投影的半径。影响半径的大小与含水层的透水性、抽水延续时间、水位降深等因素有关。
94.示例性的，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，可以得出如表1所示的利用水平钻孔计算地层渗透系数及影响半径成果表。
95.表1
[0096][0097]
具体的，在表1中，水平孔深度、地下水头高h、降深s、影响半径r、水平孔半径r0的单位均是米；钻孔涌水量用q表示，其单位是m/d；钻孔单长水量，即单位长度的钻孔涌水量，其单位是m3/d.m；渗透系数用k表示，其单位是m/d。
[0098]
s15、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。
[0099]
在一个实施例中，步骤s15的具体实施方式如下：
[0100]
根据公式qs＝2khl/(ln r-ln r)计算，获取所述研究区的隧道涌水量；
[0101]
其中，qs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。
[0102]
具体的，由于隧道与水平孔的结构都是水平排水通道，所处的水文地质条件、地下水位埋深、渗透系数、降深以及影响半径基本一致，其中仅水平钻孔的半径与隧道的半径不同，因此根据地下水动力学法，可以考虑水平钻孔和隧道的半径不同，通过观测到的水平孔涌水量以及计算得到的单位长度涌水量，应用公式qs＝2khl/(ln r-ln r)计算研究区的隧
道涌水量。
[0103]
示例性的，根据水平钻孔的孔深、地下水头高度，再结合表1的渗透系数以及影响半径，以及测量获取的隧道半径为7m，可以得到表2所示的隧道洞身水量成果表。
[0104]
表2
[0105][0106]
本技术实施例提供的隧道涌水量计算方法，由于首先利用垂直钻孔确定了研究区域的地下水位埋深，然后根据垂直深孔确定的区域地下水位埋深获取了地下水水头高度和降深，再根据水平钻孔半径以及水平钻孔的水量监测数据计算了岩体渗透系数及影响半径，克服了垂直钻孔抽水试验的计算参数地下水水头高度难以确定的问题。又根据地下水动力学法分析，考虑到计算隧道涌水量时仅仅隧道半径与水平钻孔半径不同，利用水平钻孔水量监测数据，实现隧道涌水量的计算，克服了由于众多参数难以确定而影响计算精度的难题，所以采用本方法计算隧道涌水量时使得计算结果更加精确。
[0107]
在一个实施例中，参照图2所示，在图1所示实施例的基础上，本技术实施例提供的隧道涌水量计算方法还包括如下步骤s16和s17：
[0108]
s16、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。
[0109]
具体的，使用分层测温的方法获取水平钻孔在不同孔深处对应的地温。示例性的，参照图3所示，以拉月隧道csdxz-1水温及水量观测记录为例，获得在距离洞身不同距离处的地下水温度。其中，图3的横轴代表水平孔的孔深，纵轴左侧的数据代表不同的孔深处对应的地下水温度，纵轴右侧的数据代表不同的孔深处对应的涌水量。
[0110]
其中，地下水化学组分主要包括地下水矿化度。地下水矿化度是地层水的固有特点，是其中含有各种矿物元素含量的总和，其大小与地层成藏环境和岩石碎屑颗粒沉积物来源有关，常见的元素有ca
2+
、mg
2+
、na
+
、k
+
、hco
3-、cl-，即地层水中无机盐含量的多少。一般用1l水中含有各种盐分的总量来表示，单位为mg/l或g/l，也可近似地用
‰
(千分之几)来表示。
[0111]
示例性的，以拉月隧道水平孔分层取样结果为例，得到如表3所示的取样结果。
[0112]
表3
[0113]
[0114]
s17、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。
[0115]
具体的，根据历史数据分析，将孔内的出水来源初步分为三种成因，一种是埋深较浅、受地表降水下渗影响的浅层循环水；另一种是受到深部循环水上涌影响的高温热水；还有一种是以上两种类型的混合。
[0116]
其中，浅层地下水，是指地表以下60米内的含水层。浅层循环水的温度一般较低。深层地下蓄水层是指深度在地表之下1公里左右的蓄水层，其蓄水量要比地表河湖总蓄水量大得多。深水层可以划分为：40
°
～60℃为中温热水，60
°
～100℃为高温热水，大于100℃的为过热水。地下热水因温度较高而密度较低，深部高温热水因自身的浮力驱动而易沿断裂上升。
[0117]
在一个实施例中，步骤s17的具体实施方式可以包括步骤a和步骤b：
[0118]
步骤a、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。
[0119]
具体的，对水平钻孔的地温进行分层监测，获取热水出水点位置以及钻孔涌水量的同时，也获取了热水水温。
[0120]
示例性的，参照图3所示，图3为最后一次分层测温的结果，洞底最后的温度达到了45℃。在连续观测中，发现水平孔在孔深分别为478.6m、964.7m、1132m、1249.8m、1436.07m处出水量较大，孔口监测水量突然增加，为集中出水点。
[0121]
步骤b、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。
[0122]
具体的，地下水在一定地质条件下，因受地球内部热能影响而形成温度不同的地下热水。一般把高于当地年均气温的地下水称为热水，中国目前采用20℃作为冷热水温度界限。因此，本实施例中预设温度可以选取20℃，在实际工程应用中，也可以选取其他合适的值，此处不做具体限制。若出水点的水温为85℃，则可以初步确定出水点为热水。
[0123]
进一步地，实际的隧道涌水分析要得到较为准确的结果，可以综合水温以及隧道涌水量两种因素来分析。
[0124]
示例性的，在孔深476.888m处出水量剧增至880m3/d，但水温有所降低，根据水量监测数据分析可知，出水量增加，水温反而降低，说明出水点为浅层循环冷水。当钻孔进尺为831.9m、964.7m处，随着温度增加至41℃，约增加了6℃，水量也增加至460m3/d，根据水量监测数据分析可知，水量增加，水温也明显增加，说明出水点受深部循环水上涌影响。在1385m及1436m处又有新的出水点，水量分别为78m3/d和220m3/d，在1385m处水温变化不大，根据水量监测数据分析可知，水量增加，水温变化不大，说明出水点受浅层冷循环水和深部循环水混合影响；而在1436m处温度上升较快，考虑为受深部上涌高温热水出水点，根据水量监测数据分析可知，水量增加，水温变化较大，说明出水点受浅层冷循环水和深部循环水混合影响，但是受深部循环水的影响较大。
[0125]
在实际的工程应用中，以图3为例，当钻孔进尺为831.9m时，由于在上一个出水点的涌水量较大，为了方便后续的钻孔进展，可以使用95套管堵水，类似的，钻孔进尺为1260.9m时使用75套管堵水。
[0126]
更进一步地，可以通过水温、水量监测、以及分层取样得的化学组分含量充分分析
高温热水来源的复杂性。
[0127]
示例性的，以拉月隧道水平孔分层取样结果为例，参照表3所示，在距离洞身1262m与1381m处，热水水化学特征，以hco
3-cl-na和hco
3-na为主，矿化度分别为1758mg/l和621.5mg/l。具体的，在水平孔深度1262m地温为67.88℃处，地下水矿化度为1758mg/l，cl-离子含量为164mg/l，主要是浅循环冷水和热水混合形成，其中深部循环水的比例更大；而1381m处温度降低，矿化度和cl-含量降低，但仍区别于研究区一般地下水，进一步判断为浅层循环冷水与深部循环热水混合组成，其中浅层水的比例更大。
[0128]
本实施例提供的隧道涌水量计算方法，利用水平孔分层测温以及持续水量监测获取了不同深度的温度特征以及水量特征，初步分析了出水点是热水还是冷水，若出水点的而水温高于预设温度，则初步判断出水点受热水影响，克服了垂直深孔冷热水难以区分的缺点，再结合地下水化学组分的含量，确定出水点是否受深部循环水上涌影响，与水量及水温监测结果得到对应。
[0129]
本技术实施例提供了一种隧道涌水量计算装置，用于执行上述实施例提供的任一种隧道涌水量计算方法，具备隧道涌水量计算方法相应的有益效果。
[0130]
图4为本技术实施例提供的一种隧道涌水量计算装置的结构示意图，如图4所示，隧道涌水量计算装置400包括：获取模块410、分析模块420、处理模块430、确定模块440以及计算模块450。
[0131]
获取模块410，用于根据研究区的垂直钻孔确定地下水位埋深；
[0132]
分析模块420，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；
[0133]
处理模块430，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；
[0134]
确定模块440，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；
[0135]
计算模块450，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。
[0136]
作为本技术一种可选的实施方式，参照图5所示，所述隧道涌水计算装置400还包括：
[0137]
参数获取模块460，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；
[0138]
水源确定模块470，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。
[0139]
作为本技术一种可选的实施方式，所述处理模块430，包括以下单元：
[0140]
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；
[0141]
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。
[0142]
作为本技术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：
[0143]
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。
[0144]
作为本技术一种可选的实施方式，所述确定模块440，具体用于：
[0145]
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；
[0146]
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。
[0147]
作为本技术一种可选的实施方式，所述计算模块450，具体用于：
[0148]
根据公式qs＝2khl/(ln r-ln r)计算，获取所述研究区的隧道涌水量；
[0149]
其中，qs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。
[0150]
作为本技术一种可选的实施方式，所述水源确定模块470，具体用于：
[0151]
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；
[0152]
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。
[0153]
关于隧道涌水量计算装置的具体限定可以参见上文中对于隧道涌水量计算方法的限定，在此不再赘述。上述隧道涌水量计算装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0154]
在一个实施例中，提供了一种电子设备，其内部结构图可以如图6所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的电子设备进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、近场通信(nfc)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种隧道涌水量计算方法。
[0155]
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0156]
在一个实施例中，本技术提供的隧道涌水量计算装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图6所示的电子设备运行。电子设备的存储器中可存储组成该电子设备的隧道涌水量计算装置的各个程序模块，比如，图4所示的获取模块410、分析模块420、处理模块430、确定模块440以及计算模块450。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书描述的本技术各个实施例的电子设备的隧道涌水量计算方法中的步骤。
[0157]
例如，图6所示的电子设备可以通过如图4所示的电子设备的隧道涌水量计算装置中的获取模块410执行步骤s11。电子设备可通过分析模块420执行步骤s12。电子设备可通过处理模块430执行步骤s13。电子设备可通过确定模块440执行步骤s14。电子设备可通过计算模块450执行步骤s15。
[0158]
在一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计
算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0159]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)和动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0160]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0161]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。