不同堵水限排措施对隧洞衬砌外水压力影响研究
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摘要: 堵水限排措施是保障隧洞安全健康运行的关键。选取环北部湾广东水资源配置工程中某段隧洞为研究对象,针对“注浆圈+排水孔”和“注浆圈+汇水层+泄水阀”两种堵水限排方式,开展了引水隧洞外水压力作用的数值模拟计算,研究了不同注浆圈渗透系数、注浆圈厚度和泄水阀水头等堵水限排设计参数对衬砌外水压力的影响规律,并提出了合理的堵水限排方案。研究结果表明:① “排水孔”和“汇水层+泄水阀”两种排水方式均可以引排渗入注浆圈的地下水。“排水孔”的排水降压具有一定的范围效应,降压范围约为30°。“汇水层+泄水阀”可以有效解决排水孔降压范围有限、拱腰下部外水压力较大的问题。②注浆圈可以减小作用在衬砌表面外水压力。注浆圈厚度越大,注浆圈的渗透系数越小,衬砌外水压力越小。拱腰上部衬砌外水压力减小幅度大于拱腰下部衬砌外水压力减小幅度。③结合已有工程经验,建议允许排水量控制标准为3 m3/(m·d)。相应合理的注浆圈厚度为6~8 m,合理的注浆圈渗透系数为围岩渗透系数的1/30~1/50,合理的泄水阀间距为20 m。
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