山岭隧道堵水限排衬砌外水压力问题研究修改.docVIP

山岭隧道堵水限排衬砌外水压力研究 Research on regulating water pressure acting on mountain tunnels by block off ground water and limiting discharge 王秀英 王梦恕 张弥 （北京交通大学土建学院） 摘要：本文阐述了传统的对地下水采取“以排为主”的设计思想的缺点，指出山区高水位隧道设计中对地下水应采取“堵水限排”。文中提出一种可以分析“堵水限排”下衬砌外水压力的简化模型，并据此计算分析了圆梁山隧道毛坝向斜段衬砌外水压力与排水量的关系，提出规定排放量下注浆圈的合理厚度。根据计算结果指出地层注浆的作用，并强调设置排水系统后在衬砌结构设计计算时仍要考虑衬砌外水压力。 关键词：山岭隧道 堵水 限排 衬砌外水压力 中国分类号： 文献标识码： 文章编号： 作者简介：王秀英（1970-），女，山西应县人，北京交通大学土建学院讲师，博士研究生，主要从事隧道工程方面的教学和科研工作。 Wang Xiuying Wang Mengshu Zhang Mi (School of civil engineering and architecture of Beijing Jiaotong University) Abstract: In this paper, the disadvantage of traditional ground water treatment idea “drainage is dominant” is discussed, and “block off ground water and limiting discharge” is put up as an effective method when designing mountain tunnels in high water level district. One simple model that can analyze the external water pressure is put up. Based on this model, the relation between external water pressure on lining and water discharge in Maoba district of Yuanliangshan Tunnel is analyzed, and the proper grouting depth is present. Based on this result, the function of grouting is put forward and the idea is emphasized that external water pressure still must be considered during structure design after setting up drainage system. Key words: mountain tunnel block off ground water limiting discharge external water pressure on lining  0 前言 我国是一个多山的国家，山地面积占三分之二以上，为发展交通，需要修建大量隧道。据统计，截止1999年末，我国大陆地区已建成的铁路隧道有6876座，总延长约3670km，到2000年已有公路隧道1684座，总长628km[1]。一般而言，不论在施工中还是运营后，隧道结构时刻处于地下水包围之中，隧道衬砌的渗漏、变形，洞顶地表的塌陷，施工期间的突水、突泥，都与地下水有关，而且水位越高，危害越大。如何处理好地下水是山岭隧道设计施工需要解决的关键问题之一。长期以来我国隧道工程基本上奉行“排堵结合、以排为主”的方针，但长期的大量排水使原有的地下水平衡遭到破坏，造成地下水位下降，洞顶地表失水并发生沉降变形，带来严重的环境问题。可见，对山岭隧道也不能一概采取“以排为主”的防排水原则，但是在山区高水位地区修建隧道时，如果采取浅埋地铁隧道的全封堵方案，衬砌将承受巨大的水压力，以致于使结构设计变得十分困难。因此，在山区高水位地区修建隧道时，应根据隧道周围的具体环境，在大量排放地下水可能造成地表环境恶化地区采取“以堵为主，限量排放”即“堵水限排”的防排水设计准则，“堵”是控制流量，而“排”则是减小作用在衬砌结构上水压力的主要手段。一方面在衬砌背后设置排导系统，用以消减水压力，另一方面采用地层注浆来控制地下