山岭隧道渗流及衬砌等效渗透系数的实用计算

摘要

衬砌渗漏水是山岭隧道最常见的病害表现,对衬砌的服役性能有重要影响.基于平板裂隙渗流理论,提出了山岭隧道渗流量及等效渗透系数估算的实用计算公式;以典型两车道公路隧道二次衬砌为例,展开了细致的算例分析,并与3DEC三维渗流数值模拟的计算结果相互验证.结合前人关于山岭隧道衬砌渗流裂缝的分布统计,利用上述实用计算公式开展了80种不同工况下的渗流计算.计算结果表明,隧道渗流量随裂缝开度近似呈指数型增长,随衬砌外水压呈线性增长;衬砌等效渗透系数随裂缝开度的增大呈指数型增长,随围岩等级呈先增大后减小的趋势.上述研究成果可为山岭隧道渗流量的估算、衬砌防水设计、衬砌役性能评价等问题,提供定性和定量的参考.