厦门翔安海底隧道衬砌水压力特征研究

程正明

(厦门路桥建设集团有限公司，福建厦门 361009)

1 前言

随着国民经济的快速发展，我国对海底隧道的建设需求将日益增加。对于暗挖海底隧道而言，衬砌水压力是支护结构的主要荷载之一，是确定支护结构设计参数的关键，必须对由围岩、注浆圈和衬砌组成的渗流场进行系统研究，以合理确定衬砌水压力。

目前，有关海底隧道衬砌水压力的研究成果还不多见，设计大都采用经验或半经验法进行计算[1]。隧道衬砌水压力和渗流场计算主要有解析法、数值分析法、模型试验、现场监测等方法。解析法具有精度高、概念清晰的优点，如Harr[2]基于镜像法原理求解了隧道围岩孔隙水压力分布，Bouvard[3]假定隧道周围径向流动，提出了渗流计算公式，但解析法现有研究成果适用范围有限，还不能很好解决复杂地质条件和复杂结构形式的海底隧道实际工程问题。数值分析法适用范围广，但其对工程实际条件模拟精确度不同将导致计算结果出现偏差，且不好验证。模型试验可以较好地模拟实际工程，特别是可同时考虑水压、土压作用的相似模型试验能够真正模拟渗流场与应力场的共同作用[4～6]，是研究海底隧道衬砌外水压力的一种有效途径，很多情况下可以较好弥补数模分析的不足，但试验成本也相对较高。现场监测主要是事后性的，且目前针对已建海底隧道衬砌水压力监测的研究成果还很少见，难以指导设计。

厦门翔安海底隧道是国内第一座海底隧道，也是当今世界最大断面钻爆法海底隧道，地质条件十分复杂，隧道穿越海底风化槽地段，围岩承受近70 m水头的海水压力，衬砌水压力如何取值是其支护结构设计中需要解决的关键技术问题。……