高水位隧道堵水限排围岩与支护相互作用分析

为了保护环境并尽可能降低衬砌结构所受的水压力，提出高水位山岭隧道应采取“以堵为主，限量排放”，即“堵水限排”的防排水设计原则。但对于堵水限排情况下衬砌结构的设计，目前尚没有规范可依，这是目前隧道设计施工亟待解决的问题。在隧道力学和渗流力学的基础上进行理论分析，研究渗流应力耦合作用下围岩的力学特性，利用特征曲线法分析了不同排放量下围岩与支护的相互作用，并与数值方法计算结果进行对比。计算结果表明：不同排水量下围岩特性曲线不同，支护阻力也不同，不同排水条件下围岩有效切向应力和有效径向应力的变化很明显，排水对围岩应力以及支护体系受力的影响是不容忽视的。另外，传统隧道设计方法在全排水时完全不考虑水的作用是不安全的。所得结论可为堵水限排衬砌结构设计提供理论依据。