高水压富水区裂隙岩体隧道渗流场的特征

高新强，艾旭峰，孔　超

(1.石家庄铁道大学 土木工程学院，河北 石家庄　050043；2.石家庄铁道大学 道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，河北 石家庄　050043；3.西南交通大学 土木工程学院， 四川 成都　610031；4.西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都　610031)

在高水压富水区修建隧道是隧道工程界的技术难题。大量的工程实践证明：在高水压富水区，围岩的稳定性、地下涌(突)水和衬砌水压力是关系到隧道能否修建成功的主要因素。同时，在当今环保要求较高的条件下，还必须重视隧道修建对地下水环境的影响[1-2]。

许多学者通过试验[3-4]或数值模拟[5-12]的方法，对隧道渗流问题进行了研究。目前，结合裂隙岩体隧道工程的开挖、注浆堵水、结构防排水等特点对裂隙岩体隧道渗流场所进行的数值分析多采用有限元连续介质方法，而裂隙岩体隧道渗流模型中应包含离散介质和连续介质，因此仅采用连续介质进行数值模拟存在诸多问题。针对这些问题，本文采用离散元法，基于三维离散元软件3DEC，仅考虑渗流场，忽略应力场与渗流场的耦合作用，建立裂隙岩体隧道渗流分析数值模型，分析隧道主要施工过程(开挖、喷混凝土、衬砌)中隧道渗流场的变化规律和特征，并分析围岩裂隙宽度、注浆圈厚度、注浆圈渗透系数及喷混凝土渗透系数等主要渗透参数对隧道渗流场的影响规律，为裂隙岩体隧道水荷载的确定提供理论支持。

1　离散元分析模型

1.1　模型尺寸

计算模型在x，y，z轴上的长度分别为200，190，4 m。……