水下隧道复合式衬砌水压特征研究

发布时间：2019-04-29 18:44

【摘要】：水下隧道无论在施工期还是运营期,时刻都处于有无限水源补给且水头恒定的水体下,因此水压是水下隧道衬砌结构设计的主要荷载之一。文章通过理论分析、模型试验和对厦门海底隧道现场实测数据的分析,研究了水下隧道复合式衬砌的水压特征。研究表明:(1)仅在考虑隧道排水时,注浆圈才能发挥减小对衬砌水压的作用。随注浆厚度增加,衬砌水压减少,且注浆效果越好,衬砌水压降低越明显,而相应注浆圈分担的水压也就越高,但是注浆圈厚度的无限增大对减少衬砌水压作用甚微,合理的注浆厚度在3~8 m范围内;(2)随着初期支护抗渗性的加强,衬砌水压明显增加。设计时必须考虑初期支护承受一定的水压。初期支护水压主要取决于注浆层与初期支护渗透系数的比值;(3)不论注浆水平如何,不论初期支护、二次衬砌渗透系数如何,二次衬砌水压折减系数的大小关键取决于进入初期支护的水量能被多大程度地排出,即取决于隧道排水量与进入初期支护水量的比值。在确定二次衬砌水压时,还应考虑初始渗流场的影响。研究可为水下隧道和高水压山岭隧道的结构设计提供参考。
[Abstract]:Water pressure is one of the main loads in the design of underwater tunnel lining structure because the underwater tunnel is always under the water body with infinite water supply and constant water head during the construction period and the operation period, and the water pressure is one of the main loads in the design of the underwater tunnel lining structure. Through theoretical analysis, model test and field data analysis of Xiamen subsea tunnel, the water pressure characteristics of composite lining of underwater tunnel are studied in this paper. The results show that: (1) the grouting ring can reduce the water pressure of the lining only when the tunnel drainage is considered. With the increase of grouting thickness, the water pressure of the lining decreases, and the better the grouting effect, the more obvious the decrease of the water pressure of the lining, and the higher the water pressure shared by the corresponding grouting ring. However, the infinite increase of the thickness of the grouting ring has little effect on reducing the water pressure of the lining. The reasonable grouting thickness is in the range of 3 m to 8 m; (2) with the strengthening of the impermeability of the initial support, the water pressure of the lining increases obviously. When designing, the initial support must bear certain water pressure. The hydraulic pressure of initial support mainly depends on the ratio of grouting layer to permeability coefficient of initial support. (3) regardless of the grouting level, the permeability coefficient of the secondary lining and the permeability coefficient of the secondary lining, the key to the reduction coefficient of water pressure of the secondary lining depends on the amount of water that can be discharged from the initial support. That is, it depends on the ratio of tunnel displacement to initial support water. When determining the water pressure of secondary lining, the influence of initial seepage field should also be considered. The research can provide a reference for the structural design of underwater tunnel and high water pressure mountain tunnel.
【作者单位】： 北京交通大学土建学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50878019,51178026)
【分类号】：U459.5;U455.91

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