富水岩溶隧道衬砌结构水压力分布特征模型试验研究

摘要

为解决岩溶地区富水型隧道运营时易发生的衬砌病害,依托郑万高铁高家坪岩溶隧道设计优化排水方案,并开展模型试验研究;在考虑岩溶均质地层条件下不同水头高度带来影响的基础上,分不排水、常规排水和优化排水3种方案,揭示富水岩溶隧道分别沿纵向和断面的衬砌水压力分布特征。结果表明:常规排水和优化排水2种方案下,设置了纵向排水措施的各测点处衬砌水压力变化均不明显,但其余测点则越靠近环向排水管衬砌水压力越小,且环向排水管之间各测点处的纵向衬砌水压力呈倒“V”型分布;常规排水方案下,墙脚处水压力的优化效果最好,但仰拱中心处衬砌水压力较大且折减不明显,水压折减系数仅为0.1~0.15;优化排水方案下,不仅各测点处的衬砌水压力进一步减小,而且仰拱中心处折减明显,折减系数达0.9;优化排水方案对衬砌水压力有更好的优化效果,能够针对性地解决现有常规排水方案下隧道仰拱处水压较大的问题。