高水压隧道衬砌背后水压力预测模型研究

作     者：袁金秀 刘炳华 高新强 惠云杰 黄启艳 曹玉斌 王道远 YUAN Jinxiu;LIU Binghua;GAO Xinqiang;HUI Yunjie;HUANG Qiyan;CAO Yubin;WANG Daoyuan

作者机构：河北交通职业技术学院石家庄050091 石家庄铁道大学石家庄050043 中铁十八局集团第五工程有限公司天津300459 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51478277) 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2021年第38卷第7期

页      码：48-53页

摘      要：研究目的:以邢和铁路天河山隧道为依托,开展隧道衬砌背后水压力预测模型研究。首先结合地下水动力学理论,考虑"围岩-注浆层-衬砌-防水板-盲管"不同介质渗透特性,理论推导隧道衬砌背后水压力和排水量预测公式;其次通过3DEC离散元验证理论预测模型的合理性;最后对衬砌背后水压力影响因素进行参数敏感性分析。研究结论:(1)本文提出的衬砌背后水压力预测模型与数值计算结果误差不足10%,可准确预测高水压隧道衬砌背后水压力和排水量;(2)衬砌背后水压力P_(ll)与k_(ss)/k_(gg)和排水量Q_(w)均呈反比例线性关系;隧道排水量随k_(ss)/k_(gg)增大而减小,但非线性关系,其在k_(ss)/k_(gg)≤75范围内受k_(ss)/k_(gg)影响显著;(3)秉承"堵水限排"理念的高水压隧道施工过程中,可通过提升隧道排水量、减小注浆层渗透系数、增大注浆层厚度等组合措施来达到降低衬砌背后水压力的目的,其衬砌减压效果是"排"优于"堵";(4)本研究成果对高水压隧道设计及施工具有重要的指导意义。

主 题 词：隧道 高水压 预测模型 堵水限排 理论解析 3DEC 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1006-2106.2021.07.009

馆 藏 号：203105021...