高壓富水地區(qū)隧道滲流場分析與襯砌抗水壓力對策研究.pdf

1、山嶺隧道在穿越高壓富水地區(qū)時，水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜，不可避免的會遇到斷層破碎帶、巖溶、局部高水壓等不良地質(zhì)狀況，地下水問題尤其是高水壓問題是建設(shè)者無法回避的重要問題之一。本文以南大梁（南充-大竹-梁平）高速華鎣山隧道為工程依托，以其建設(shè)過程中所面臨的高水壓問題為研究對象，通過采用數(shù)值模擬等研究手段，針對高水壓下“以堵為主，限量排放”的滲流場體環(huán)境和襯砌結(jié)構(gòu)外水壓分布規(guī)律等開展深入研究。主要研究成果如下:
　　(1)基于有限元計算軟

2、件ANSYS中溫度場和滲流場在基礎(chǔ)理論、微分控制方程、初始條件和邊界條件等四方面的相似性，明確了溫度場和滲流場進行置換的相應(yīng)參量，并通過實例計算分析，對比分析了不同施工階段理論解析法與溫度比擬法的計算結(jié)果，論證了溫度比擬法的可行性和適應(yīng)性。
　　(2)針對“堵水限排”原則修建的山嶺隧道，采用溫度比擬法，揭示了地下水滲流場體環(huán)境特征和支護結(jié)構(gòu)外水壓力分布規(guī)律，探明了不同環(huán)向排水管縱向間距和注漿參數(shù)下襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)行為特征，提出適用于高

3、壓富水地區(qū)合理的環(huán)向排水管縱向間距和注漿參數(shù)。
　　(3)基于等效滲透系數(shù)的概念，實現(xiàn)了采用仰拱水壓相等原則對復(fù)雜精細(xì)的復(fù)合式襯砌模型的簡化;探明了隧道穿越斷層破碎帶的縱向水壓力分布規(guī)律，引入了表征抗水壓襯砌承載能力的R*值，提出了基于仰拱曲率優(yōu)化的抗水壓襯砌結(jié)構(gòu)對策。
　　論文研究成果為解決高壓富水地區(qū)地下水防治和結(jié)構(gòu)對策等問題提供了理論依據(jù)和實用方法，實現(xiàn)高壓富水地區(qū)地下水的限量排放，即可以保證隧道施工安全，又能盡可能減