岩溶地区引水隧洞排水技术研究①

姚 军, 孙爱琴

(合肥学院城市建设与交通学院,安徽 合肥 230601)

0 引 言

修建大量水工隧道在获得巨大社会效益的同时，裂隙岩体隧洞施工安全问题随之而出[1]。隧洞沿程遇到岩溶地质时，地质情况复杂主要表现为围岩力学特性较差、围岩中渗流场孔隙水压力大[2]。针对此问题，现在设计多采取“堵、排结合”的原则[3]，即有效减少衬砌背后外水压力，也不会导致隧洞周边排水过多导致地下水位严重下降。目前，国内外已有相关研究，许金华采用ABAQUS软件数值分析盾构隧道开挖时围岩渗流场分布特征以及地下水对隧洞支护结构的影响[4]。华福才通过理论解析的方法计算初衬和注浆圈在外水压力作用下的力学特征，并采用FLAC计算隧洞施工时涌水量[5]。王众采用数值计算的方法分析采用“堵水限排”原则下隧洞周边围岩渗流场分布规律[6]。为了量化分析“堵排结合”设计原则中排水、堵水的效果，采用理论解析和数值计算的方法分析“堵排结合”的作用规律[7]。

1 衬砌外水压力与排水量关系解析解

岩溶发育地区存在水头大、岩体渗透性强等特点，在岩溶地质区域进行隧洞施工，由于水压力大易引发隧洞开挖面涌水，衬砌施工结束后衬砌漏水等工程问题，为保证工程安全，需要研究衬砌外水压力。

1.1 理论解析法计算衬砌外水压力

混凝土衬砌由于密实度高导致其渗透系数较小，地下水渗透遇阻聚集在衬砌背后并形成外水压力，外水压力过大将导致衬砌承载力不足，进而引申一系列工程问题。……