基于堵水限排高壓富水區(qū)山嶺隧道防排水技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國公路網(wǎng)的拓展和完善，修建深埋長大山嶺隧道不可避免的會穿越高壓富水地區(qū)，而現(xiàn)今對水環(huán)境生態(tài)平衡要求較高的條件下，地下水問題尤其高壓富水問題是建設(shè)過程中必然要面對的關(guān)鍵問題。本文依托南大梁高速華鎣山隧道工程，基于“以堵為主，限量排放”的防排水原則，采用理論解析和數(shù)值模擬的方法，研究襯砌外側(cè)水壓力分布規(guī)律及水壓力對襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng)的影響，并對防排水設(shè)計進(jìn)行深入的分析。主要研究成果如下:
　　1、闡述了高水壓富水區(qū)山嶺隧道的防排水

2、原則，基于軸對稱理論，推導(dǎo)了有無注漿情況下襯砌外水壓力計算公式、隧道涌水量計算公式和等效連續(xù)介質(zhì)中地下水滲流方程。分析了FLAC3D中滲流求解器的選擇，論證了有限差分法計算流固耦合問題的可行性。
　　2、泄水孔作為襯砌外排水系統(tǒng)與隧道內(nèi)排水系統(tǒng)連接的位置，其對襯砌結(jié)構(gòu)水壓力橫向分布規(guī)律影響較大。提出了泄水孔設(shè)置在拱腳和仰拱處兩種泄水方案，并通過數(shù)值模擬方法研究其對襯砌外水壓力分布及結(jié)構(gòu)安全性的影響，得出仰拱處泄水可以有效改善仰拱受

3、力條件。
　　3、采用數(shù)值模擬的方法研究泄水孔縱向間距對襯砌外側(cè)水壓力分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)受力特性的影響，得出襯砌結(jié)構(gòu)外側(cè)水壓力沿隧道軸向呈現(xiàn)周期性的分布規(guī)律，周期為泄水孔縱向間距，且隨著泄水孔間距的增加，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力及拱部外水壓力均在增加。
　　4、基于“堵水限排”原則下，提出了襯砌外排水系統(tǒng)限壓排放泄水方式，應(yīng)用數(shù)值模擬方法，通過控制泄水孔不同的泄壓值，研究了泄壓值對襯砌外側(cè)水壓力分布規(guī)律及襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng)的影響，得出泄水孔限