巖溶區(qū)深埋隧道襯砌外水壓力研究.pdf

1、在“西部大開發(fā)”背景下，目前我國水電及交通等各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)主要集中在西南地區(qū)，該地區(qū)海拔高、地形及水文地質(zhì)條件復(fù)雜，常需修建深埋隧道，高外水壓力是工程結(jié)構(gòu)主要的安全隱患之一，而巖溶地質(zhì)條件的存在會加大工程事故發(fā)生的概率。因此，對巖溶區(qū)深埋隧道襯6砌的外水壓力進(jìn)行研究具有重要的工程意義。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、沤B了裂隙巖體滲流的研究現(xiàn)狀，并對連續(xù)介質(zhì)模型滲流分析的基本理論進(jìn)行了闡述。針對理想軸對稱隧道滲流模型，利用滲流基本理

2、論推導(dǎo)了相應(yīng)解析解，并基于解析解分析了相關(guān)因素對隧道襯砌外水壓力折減系數(shù)以及隧道涌水量的影響。針對典型的隧道施工措施:“普通襯砌”、“普通注漿+普通襯砌”、“雙層注漿+普通襯砌”、“普通注漿+排水襯砌”及“雙層注漿+排水襯砌”，以折減系數(shù)和涌水量為評判指標(biāo)進(jìn)行計算分析，論證了“雙層注漿+排水襯砌”措施的合理性。
　?、平榻B了有限元基本理論以及常用的有限元軟件ABAQUS，并探討了ABAQUS用于分析隧道滲流問題的可行性以及模型尺寸

3、對分析結(jié)果的影響?；贏BAQUS分析了排水管對襯砌各區(qū)域的降壓效果，從而指出圓形隧道中排水管在襯砌范圍內(nèi)間隔30°布置較為合理。通過在襯砌范圍內(nèi)間隔30°布置排水管來模擬“排水襯砌”，以折減系數(shù)和涌水量為評判指標(biāo)對典型施工措施進(jìn)行數(shù)值分析，論證了“雙層注漿+排水襯砌”的合理性。
　?、墙B了深埋巖溶與地表的連通性，指出巖溶的集水能力和泄水能力決定了巖溶區(qū)的內(nèi)水壓力?；贏BAQUS研究了巖溶處于無壓和有壓狀態(tài)時對隧道襯砌外水壓力的

4、影響，根據(jù)分析結(jié)果，對巖溶附近隧道襯砌外水壓力折減系數(shù)的取值作如下建議：對于集水能力弱于泄水能力的巖溶，其總處在無壓狀態(tài)，折減系數(shù)可取0.8，且如果隧道距離巖溶較近，折減系數(shù)可取為0.55；對于集水能力強(qiáng)于泄水能力的巖溶，在降雨強(qiáng)度較?。ㄐ∮陂撝担r，巖溶處于無壓狀態(tài)。在降雨強(qiáng)度較大（超過閾值）時，巖溶處于有壓狀態(tài)，且?guī)r溶內(nèi)水壓力隨著降雨強(qiáng)度的增大會有所增大，其極值受巖溶雨水匯入口的高程控制，折減系數(shù)可取1.2，但當(dāng)采取“雙層注漿+排水