内水压力下水工隧洞衬砌与围岩承载特性研究

衬砌与围岩是水工隧洞的主要组成部分，内水压力是其承担的主要荷载之一。采用轴对称计算模型，以衬砌与围岩间接触应力状态为判断标准，研究了衬砌混凝土开裂前后围岩渗透系数、变形模量等材料参数对衬砌与围岩联合承载特性的影响，详细地介绍了透水衬砌的设计方法和计算过程，以混凝土最大裂缝宽度为控制标准，编制了透水衬砌结构计算与配筋设计程序，并给出了算例验证。计算结果表明，围岩渗透系数是隧洞结构设计的关键，与围岩变形模量具有同等重要作用；围岩透水性越差或变形模量越低，衬砌与围岩越容易脱开；与混凝土开裂前相比，混凝土开裂后，衬砌与围岩更容易脱开；与钢板衬砌方案相比，钢筋混凝土衬砌方案可以很大程度地减小钢材用量；建议高压钢筋混凝土衬砌隧洞设计、施工时，应尽可能地保持围岩的完整性，并进行细致周密的固结灌浆，以增强围岩抗渗能力。