深埋高水位山岭隧道支护与衬砌外水压力分析.pdf

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1、第30卷第2期公路交通科技v。1．30N。．22013年2月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentFeb．2013============================—==—========doi：10．3969／j．issrl．1002-0268．2013．02．014深埋高水位同／J＼1卫山岭隧道支护与衬砌外水压力分析信春雷1，高波1，李苍松2(1．西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都6100312．中铁西南科学研究院有限公司，四川成都610031)摘要：为

2、保护环境并尽可能降低隧道衬砌结构所承受的水压力，深埋高水位山岭隧道一般采取堵水限排的设计原则。在隧道力学和渗流力学的基础上进行数值分析和模型试验，研究渗流应力耦合作用下支护和衬砌的力学特性。研究结果表明：对于受排水影响明显的山岭隧道，作用于初期支护上的水压力不会随排水条件的改变而发生显著变化。当排水通道从围岩与初期支护的界面转变为初期支护与二次衬砌的界面后，会导致孔隙水压力从初期支护向二次衬砌转移，初期支护产生卸栽并朝向围岩变形。隧道有效排水时，二次衬砌承受的水压力可忽略。随着排水系统退化导致排水受阻时，地下水流梯度逐渐下降，有效径向应力逐渐下降，朝

3、向隧道的径向流量减少，且围岩变形减小，二次衬砌上的水压力增大。本研究为深埋高水位山岭隧道的初期支护和二次衬砌的初步设计提供了一个合理的方法，并有助于确定地面、水和支护间的荷栽传输机制。关键词：隧道工程；衬砌水压力；模型试验；排水模式：相对刚度法中图分类号：U45l+．4文献标识码：A文章编号：1002—0268(2013)02—0077—06AnalysisofExternalWaterPressure0nSupportandLiningofDeepMountainTunnelsbelowHighWaterTableXINChunleil，GAOB0

4、1，LICangson92(1．KeyLaboratoryofTransportTunnelEngineeringofMOE，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSiehuan610031，China；2．ChinaRailwaySouthwestResearchInstitute，ChengduSiehuan610031，China)Abstract：Toprotecttheenvironmentandreducethewaterpressureontunnelliningasfaraspossible，theco

5、ntrolleddrainagedesignprincipleisgenerallyadoptedindeepmountaintunnelsbelowhighwatertable．Themechanicalcharacteroftunnelsupportsandhningsundercouplingofseepageandstressarestudiedbyusingnumericalmethodandmodeltestbasedontunnelmechanicsandseepagemechanics．Theresultshowsthat(1)the

6、waterpressureontheprimarysuppoflswillnotchangenotablywhendrainageconditionsaletransformedeventhoughthemountaintunnelsaleimpactedbydrainageconditions；(2)theporewaterpressureonprimarysupportswoulddiverttotunnelliningswhenthedrainagechannelstransferredfromtheinterfacebetweenrockma

7、ssandprimarysuppoastotheinterfacebetweenprimarysuppoItsandsecondarylinings，andthepfimarysupportswouldbeunloadedandmovesoutwardstorockmass；(3)thewaterpressureontunnelliningscouldbeneglectedwhenthegroundwatercouldbedischargedsmoothly；(4)theundergroundflowgradientwouldbedecrease，t

8、heeffectiveradialstresswouldbedecrease，theradialflowto