大斷面臨海隧道結(jié)構(gòu)防排水技術(shù)研究.pdf

1、在臨海隧道修建過程中，隧道防排水是制約隧道修建和運(yùn)營安全的關(guān)鍵因素，由于臨海隧道有其自身的特點(diǎn)和難點(diǎn)，隧道防排水技術(shù)越來越引起工程界的關(guān)注。本文以拱北隧道工程為背景，基于理論分析和大量室內(nèi)試驗(yàn)，詳細(xì)研究臨海隧道防排水理論和技術(shù)，取得的主要研究成果如下:
　　(1)基于地下水水力學(xué)理論和復(fù)變函數(shù)方法，建立了臨海隧道滲流場分析的解析模型，推導(dǎo)了均質(zhì)圍巖中臨海隧道水壓力分布和涌水量的解析公式。以拱北隧道暗挖段為工程背景，對臨海隧道滲流場

2、進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:注漿圈和初期支護(hù)的厚度和滲透系數(shù)對隧道周圍水壓力和滲流量、結(jié)構(gòu)安全性影響較大。
　　(2)基于模型試驗(yàn)相似理論，推導(dǎo)了相似準(zhǔn)則，以拱北隧道為工程背景，進(jìn)行了水土壓共同作用下的隧道模型試驗(yàn)。表明:全封堵情況下，襯砌須承受全部靜水壓力，不能折減;在限制排放的情況下，排水系統(tǒng)對隧道周圍水壓力分布和大小影響很大，隧道周圍水壓力和隧道控制排水量成反比例線性關(guān)系，距離排水口越近，水壓力折減效果越明顯。隨著外水頭的增大，變

3、形縫應(yīng)變呈線性增加，變形縫設(shè)置成排水后，能有效減小所受水壓力。
　　(3)分析了臨海隧道襯砌混凝土自防水性能的影響因素，基于系統(tǒng)化的混凝土配合設(shè)計方法。開展了不同水膠比和摻和料摻量的混凝土自防水性能優(yōu)化設(shè)計試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上單摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％的粉煤灰、復(fù)摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％的粉煤灰和10％的礦渣能夠滿足工程質(zhì)量要求，相對較優(yōu)。然后，通過混凝土在臨海侵蝕環(huán)境下的自防水性能試驗(yàn)，結(jié)果表明，復(fù)摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％的粉煤灰和1

4、0％的礦渣混凝土的自防水性能最好。研究所得結(jié)果可為拱北隧道襯砌結(jié)構(gòu)混凝土配合比提供參考。
　　(4)運(yùn)用理論分析和室內(nèi)試驗(yàn)方法對臨海隧道細(xì)部防水構(gòu)造進(jìn)行了優(yōu)化，研制了新型背貼式可排水止水帶和中埋式可排水止水帶結(jié)構(gòu)，為有效提高止水帶的耐化學(xué)腐蝕性能，可在止水帶三元乙丙材料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％的石墨。由止水帶耐水壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新型背貼式止水帶和中埋式止水帶耐水壓極限值分別為1.2MPa和1.8MPa，滿足臨海隧道工程需要。依據(jù)研究成果，對