衬砌论文关于隧道衬砌结构水作用概述论文范文参考资料

隧道衬砌结构的水效应综述马龚伟(中铁西北科研有限公司，甘肃兰州73000)隧道工程中经常涉及地下水效应。隧道涌水量的计算和衬砌外水压力的确定是重要问题。为了准确预测最大涌水量，可在施工和运营阶段更好地设置排水设施，以减少水对隧道结构和运营功能的破坏。关键词：隧道排水；进水；渗透系数:U448.21 :A :1673-1069(xx)05-69-2作者简介：马龚伟(1984-)，男，甘肃临洮人，中铁西北科学研究院有限公司工程师，从事隧道及地下工程施工控制技术研究。介绍近年来，随着我国大规模的基础设施建设，特别是高速铁路和高速公路的建设，许多隧道结构相继建成。在正常情况下，正在施工或运营后的隧道结构都被地下水包围。由于地下水的作用，经常引起隧道衬砌开裂、渗水、地表沉陷等一系列问题。隧道埋得越深，水位越高，产生的水压就越大。如何处理地下水是目前山岭隧道设计和施工中最重要的问题。我国隧道建设者长期遵循“排水优先”的理念。然而，长期排水会破坏原有的地下水平衡，导致水位下降，引起地表沉降和变形，严重破坏生态环境。然而，在城市地铁建设中采用全封堵方案也是不可行的，特别是在高水位地区修建隧道时，衬砌将承受巨大的水压，但不能采用“排水优先”的原则。作者认为，高水位地区山岭隧道的封堵与排水相结合，以及排水受限的隧道施工措施，将有利于隧道本身的结构安全，而不破坏生态环境。1隧道涌水情况一般来说，地下水包括深层构造裂隙水(遇有深层水循环)和岩溶地下水(遇有突发性涌水)。同时，隧道区地下水分为浅层风化裂隙水和下部构造裂隙水。前者在40-50米范围内，有强烈的水交替。后者大多在500米或以上的范围内，交替动作缓慢。深埋隧道中的涌水(包括渗流、涓流、水流和大规模涌水等不同形式)，开挖后地下水活动的影响范围仅限于一定范围，而不是整个地下水，这实际上是深层地下水的作用。隧道涌水量预测包括理论分析、经验分析和水文地质数值模拟。鉴于隧道(尤其是深埋特长隧道)岩体的水力特性，解决隧道结构在围岩压力和水压双重应力环境下的涌水量问题是隧道建设者的重要课题。渗流与应力耦合环境下裂隙围岩隧道涌水量的预测研究(黄涛杨立中主编)详细介绍了理论分析方法。目前，隧道施工大多采用经验分析方法，即通过水力学理论与工程经验相结合的方式给出相关经验公式。下面列出的经验分析公式主要取自铁路供水水文地质勘测规范和铁路工程水文地质勘测规范。(图1和2)2岩体渗透系数从计算公式中不难看出，在渗流计算和分析中正确使用岩体渗透系数k是非常重要的。无论数字计算或模拟试验的精度有多高，其参数选择不当也会导致计算结果偏差较大，从而使确定的防渗方案不适用或过于浪费。目前，计算机的精度很高，但选择参数的误差往往在数量级。该计算中的参数不平衡问题亟待解决。岩体渗透系数K与围岩渗透性及其完整性密切相关。随着土壤颗粒的减少，土壤渗透系数在从粗砾石到粘土的大范围内变化，随着土壤密实度的增加，渗透系数减小。至于岩石的渗透系数，主要取决于岩体的破裂和风化程度。岩体本身的渗透性很小，通常通过现场水压试验来确定。相关文件对围岩渗透性进行了分类，如表1所示。同时，围岩压力对渗透系数也有一定的影响。上述连续介质计算模型的计算结果基本稳定，但如果断面上有密集裂缝，则应考虑连续介质，如果裂缝间距大于渗流边界尺寸的1轴50，则应考虑不连续介质。上述两种情况下采用的计算模型有所不同。目前，隧道设计人员主要采用现场测试法和裂隙取样测量法。现场测试方法测试精度高，成本高，包括单孔水压测试、三级水压测试、三孔交叉水压测试等。即根据现场水压试验确定围岩渗透系数；裂缝抽样调查方法包括测线法和网络法，李良辉硕士论文裂隙岩体隧道渗流场分析与防排水技术研究对此进行了详细介绍。结论本文概述了隧道所处的水环境和涌水的概念，并对涌水量的计算进行了较详细的说明。从以上研究结果可以看出，在涌水量的计算中还有许多问题需要进一步研究。目前，经验计算方法主要用于计算来沙量，其精度有待进一步提高。为了减少水对隧道结构和运营功能的破坏，可以通过准确预测最大涌水量、减少涌水量和正常涌水量，在施工和运营阶段更好地设置排水设施。在余隧道的渗流分析中，需要根据围岩裂隙的分布情况选择不同的计算模型。当裂隙密集且分布交错时，按连续介质计算更为合理。然而，隧道内的地质和水文条件非常复杂。当遇到溶洞和大裂隙时，需要运用管道流理论和裂隙流理论进行进一步研究。榆树可以通过注浆加固环有效降低衬砌上的外水压力，但各层分担的水压力大小和规律需要通过其他方法验证。同时，衬砌周围的渗流场或水压的分布规律以及围岩中的渗流场需要进