盾构隧道设计时水压力计算方法探讨

冯兴广

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东 广州 510010）

0 引言

修建水下隧道己成为跨越江河湖海等天然水道屏障和实现区域协调发展的重要举措。水下隧道施工常用方法有钻爆法、盾构法、TBM 法和沉管法等，其中许多学者将采用盾构工法施工的水下隧道统称为水下盾构隧道。在水下盾构隧道快速发展的同时，既有水下盾构隧道己暴露出了许多衬砌结构问题，如管片错台、拼装接缝开裂，继而产生局部渗漏水，导致隧道结构整体稳定性降低，加剧地面建筑物的不均匀沉降、影响周围水环境变化、严重者将造成大量涌水和隧道被淹事故发生。上述现象凸现出了水下盾构隧道管片衬砌结构变形及裂化等病害隐患，在当时的理论水平和技术条件下制定的现行规范，与现有水下盾构隧道工程使用的新技术和产生的新问题之间的矛盾，是导致此类隐患问题的主要原因。如造成了水下盾构隧道衬砌外荷载的设计值计算不合理等系列问题。因此，如何在现有的设计理论和方法基础上，将水下盾构隧道的相关影响因素考虑到衬砌结构设计中，如盾构施工扰动对衬砌外水压力的影响或地下水渗流对衬砌结构外侧土压力的影响等，成为当前水下盾构隧道设计中面临的主要难题和热点问题。

1 水压力的主要计算方法

随着地下渗水致灾事故的频繁发生，各国规范逐渐意识到隧道衬砌外水压力的重要性，如日本土木学会《土木工程手册一隧道手册》（修订版）、美国《隧道工程手册》以及前苏联的公路隧道设计规范等均将衬砌外水压力作为重要荷载进行考虑。……