深埋混凝土衬砌隧洞抗外压设计方法研究

摘要

深埋混凝土衬砌隧洞设计中,施工期和检修期的外水荷载,往往决定着混凝土强度等级、衬砌厚度以及结构配筋.国内引水隧洞外压设计时,一般根据围岩类别和地下水的活动状况,选取一定的折减系数对外水压力进行适当折减.实际上,作用于隧洞衬砌表面的外水压力与地下水深度、围岩渗透系数、内水压力、固结灌浆范围以及衬砌开裂程度等多种因素有关,即使同一围岩类别采用相同的折减系数有时也会遭到质疑.另一方面,在高内水压力作用下,衬砌必将发生开裂,传统的面力设计方法已不能真实反映水荷载的作用,也难以真实模拟混凝土衬砌与围岩介质中稳定的渗流场,体力理论能够更好地描述衬砌开裂,渗透系数加大后的水荷载作用.本文基于渗流分析理论,考虑混凝土开裂,总结出一套适用于深埋隧洞外压设计的数值计算方法;通过敏感性分析寻找影响外压折减系数的主要因素,并提出改进混凝土衬砌抗外压能力的工程措施.