【摘要】：水下隧道無論在施工期還是運營期,時刻都處于有無限水源補給且水頭恒定的水體下,因此水壓是水下隧道襯砌結構設計的主要荷載之一。文章通過理論分析、模型試驗和對廈門海底隧道現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的分析,研究了水下隧道復合式襯砌的水壓特征。研究表明:(1)僅在考慮隧道排水時,注漿圈才能發(fā)揮減小對襯砌水壓的作用。隨注漿厚度增加,襯砌水壓減少,且注漿效果越好,襯砌水壓降低越明顯,而相應注漿圈分擔的水壓也就越高,但是注漿圈厚度的無限增大對減少襯砌水壓作用甚微,合理的注漿厚度在3~8 m范圍內(nèi);(2)隨著初期支護抗?jié)B性的加強,襯砌水壓明顯增加。設計時必須考慮初期支護承受一定的水壓。初期支護水壓主要取決于注漿層與初期支護滲透系數(shù)的比值;(3)不論注漿水平如何,不論初期支護、二次襯砌滲透系數(shù)如何,二次襯砌水壓折減系數(shù)的大小關鍵取決于進入初期支護的水量能被多大程度地排出,即取決于隧道排水量與進入初期支護水量的比值。在確定二次襯砌水壓時,還應考慮初始滲流場的影響。研究可為水下隧道和高水壓山嶺隧道的結構設計提供參考。
[Abstract]:Water pressure is one of the main loads in the design of underwater tunnel lining structure because the underwater tunnel is always under the water body with infinite water supply and constant water head during the construction period and the operation period, and the water pressure is one of the main loads in the design of the underwater tunnel lining structure. Through theoretical analysis, model test and field data analysis of Xiamen subsea tunnel, the water pressure characteristics of composite lining of underwater tunnel are studied in this paper. The results show that: (1) the grouting ring can reduce the water pressure of the lining only when the tunnel drainage is considered. With the increase of grouting thickness, the water pressure of the lining decreases, and the better the grouting effect, the more obvious the decrease of the water pressure of the lining, and the higher the water pressure shared by the corresponding grouting ring. However, the infinite increase of the thickness of the grouting ring has little effect on reducing the water pressure of the lining. The reasonable grouting thickness is in the range of 3 m to 8 m; (2) with the strengthening of the impermeability of the initial support, the water pressure of the lining increases obviously. When designing, the initial support must bear certain water pressure. The hydraulic pressure of initial support mainly depends on the ratio of grouting layer to permeability coefficient of initial support. (3) regardless of the grouting level, the permeability coefficient of the secondary lining and the permeability coefficient of the secondary lining, the key to the reduction coefficient of water pressure of the secondary lining depends on the amount of water that can be discharged from the initial support. That is, it depends on the ratio of tunnel displacement to initial support water. When determining the water pressure of secondary lining, the influence of initial seepage field should also be considered. The research can provide a reference for the structural design of underwater tunnel and high water pressure mountain tunnel.
【作者單位】： 北京交通大學土建學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(50878019,51178026)
【分類號】：U459.5;U455.91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王秀英,王夢恕,張彌;計算隧道排水量及襯砌外水壓力的一種簡化方法[J];北方交通大學學報;2004年01期

2 王建秀,楊立中,何靜;深埋隧道外水壓力計算的解析—數(shù)值法[J];水文地質工程地質;2002年03期

3 張民慶;黃鴻健;苗德海;田四明;;巖溶隧道水壓力的研究與確定[J];鐵道工程學報;2008年05期

4 譚忠盛;曾超;李健;杜朝偉;張鵬;;海底隧道支護結構受力特征的模型試驗研究[J];土木工程學報;2011年11期

5 王夢恕;皇甫明;;海底隧道修建中的關鍵問題[J];建筑科學與工程學報;2005年04期

6 王建宇,胡元芳;對巖石隧道襯砌結構防水問題的討論[J];現(xiàn)代隧道技術;2001年01期

7 王建宇;再談隧道襯砌水壓力[J];現(xiàn)代隧道技術;2003年03期

8 張祉道;;隧道涌水量及水壓計算公式半理論推導及防排水應用建議[J];現(xiàn)代隧道技術;2006年01期

9 路軍富;王明年;;大斷面海底隧道二次襯砌結構安全性評價[J];現(xiàn)代隧道技術;2008年S1期

10 張志強,關寶樹,仇文革,高揚;圓梁山隧道在高水位條件下支護結構體系研究[J];巖石力學與工程學報;2004年05期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 莊寧;朱合華;楊向東;崔茂玉;劉學增;;高水壓下隧洞合理斷面形狀研究[J];地下空間與工程學報;2005年05期

2 吉小明;王宇會;;隧道開挖問題的水力耦合計算分析[J];地下空間與工程學報;2005年06期

3 付鋼;王磊;;高壓富水地層中隧道襯砌結構設計方法探討[J];地下空間與工程學報;2007年02期

4 顧雷雨;黃宏偉;胡群芳;;對某擬建海底隧道運營期的風險評估[J];地下空間與工程學報;2007年S1期

5 劉紹堂;肖海文;;隧道拱頂下沉監(jiān)測[J];地下空間與工程學報;2007年S2期

6 鐘放平;李地元;張偉;黃炳仁;;青山崗隧道施工滲漏水病害分析及其防治研究[J];地下空間與工程學報;2008年01期

7 付賢倫;葉宇;徐幫樹;;廈門海底隧道明洞沉降變形與結構安全性分析[J];地下空間與工程學報;2008年04期

8 徐幫樹;李術才;蔚立元;馮現(xiàn)大;鄭文華;高陽;;舟山灌門水道隧道最小巖石覆蓋厚度研究[J];地下空間與工程學報;2008年04期

9 丁萬濤;李術才;徐幫樹;李樹忱;;隧道涌水量解析公式在海底隧道工程應用研究[J];地下空間與工程學報;2008年04期

10 張義;劉鐘;李保健;韓曉猛;;廈門海底隧道帷幕降水工程信息化施工技術[J];地下空間與工程學報;2008年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吉小明;王宇會;陽志元;;隧道開挖問題中的流固耦合模型及數(shù)值模擬[A];第九屆全國巖土力學數(shù)值分析與解析方法討論會論文集[C];2007年

2 傅鋼;曹延平;張林;張承宇;劉恒偉;;地下水環(huán)境平衡的理念在高水壓隧道設計中的應用[A];第九屆全國巖土力學數(shù)值分析與解析方法討論會論文集[C];2007年

3 陶偉明;;高水位山嶺隧道防排水原則的理論基礎及其工程實踐[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（2）[C];2009年

4 丁浩;蔣樹屏;徐謀;王文廣;李勇;;富水地層隧道設計與施工關鍵技術研究[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（3）[C];2009年

5 金祖權;侯保榮;趙鐵軍;張鵬;;膠州灣海底隧道襯砌混凝土耐久性研究[A];中國硅酸鹽學會水泥分會首屆學術年會論文集[C];2009年

6 晏啟祥;馬婷婷;;高水壓鐵路隧道管片襯砌臨界水壓力淺析[A];第19屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2010年

7 林義;林志;;地鐵隧道襯砌結構選型研究[A];中國土木工程學會第十二屆年會暨隧道及地下工程分會第十四屆年會論文集[C];2006年

8 唐春安;徐濤;;大連海底隧道穩(wěn)定性分析與微震監(jiān)控技術的幾點思考[A];隧道、地下工程及巖石破碎理論與應用——隧道、地下工程及巖石破碎學術研討會論文集[C];2007年

9 裴強;王桂萱;白雪冰;趙杰;;探地雷達在隧道超前預報及襯砌質量檢測中的應用[A];隧道、地下工程及巖石破碎理論與應用——隧道、地下工程及巖石破碎學術研討會論文集[C];2007年

10 張國強;王桂萱;趙杰;裴強;;海底隧道的三維離散元穩(wěn)定分析[A];隧道、地下工程及巖石破碎理論與應用——隧道、地下工程及巖石破碎學術研討會論文集[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李鵬飛;海底隧道圍巖穩(wěn)定性分析與控制研究[D];北京交通大學;2011年

2 洪開榮;高速鐵路水下盾構隧道結構力學特征及掘進與對接技術研究[D];北京交通大學;2011年

3 郭小紅;廈門翔安海底隧道風化槽襯砌結構穩(wěn)定性研究[D];北京交通大學;2011年

4 杜朝偉;海底隧道襯砌水壓力及結構受力特征研究[D];北京交通大學;2011年

5 郭磊;淺埋暗挖水下隧道管棚作用機理及開挖的擾動效應研究[D];中南大學;2010年

6 喬偉;礦井深部裂隙巖溶富水規(guī)律及底板突水危險性評價研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

7 韓濤;富水基巖單層凍結井壁受力規(guī)律及設計理論研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

8 周誠;地鐵盾構施工地表變形時空演化規(guī)律與預警研究[D];華中科技大學;2011年

9 馬士偉;巖溶隧道涌突水地質災害破壞機理與預警技術研究[D];中國鐵道科學研究院;2011年

10 鄭波;隧道襯砌水壓力荷載的實用化計算研究[D];中國鐵道科學研究院;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王劍亮;西藏嘎隆拉隧道涌、突水研究[D];中國鐵道科學研究院;2010年

2 朱海濤;齊岳山隧道襯砌水壓力特征與巖溶處治技術研究[D];北京交通大學;2011年

3 張琳;本桓線八盤嶺隧道新式防排水系統(tǒng)研究與應用[D];沈陽建筑大學;2011年

4 宋金峰;圓梁山隧道注漿堵水方案及施工技術研究[D];中國地質大學（北京）;2011年

5 蘇麗娟;高速鐵路隧道圍巖支護參數(shù)優(yōu)化設計[D];北京交通大學;2011年

6 范騰飛;復雜條件下小間距巖石隧道的鉆爆施工控制研究[D];北京交通大學;2011年

7 王向閣;海底隧道涌水量預測及注漿防水研究[D];中南大學;2011年

8 張科乾;懸浮隧道結構設計分析與健康監(jiān)測[D];浙江大學;2011年

9 王育奎;海底隧道滲流場分布規(guī)律及涌水量預測方法研究[D];山東大學;2011年

10 孟春曉;水下隧道水文地質概念模型研究[D];西南交通大學;2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 屈科,許模,徐則民,王科,蔣良文;圓梁山隧道毛壩向斜段典型巖溶現(xiàn)象及發(fā)育分布特征[J];地質災害與環(huán)境保護;2001年01期

2 朱大力,李秋楓;預測隧道涌水量的方法[J];工程勘察;2000年04期

3 洪開榮;杜闖東;王坤;;廣深港高速鐵路獅子洋水下盾構隧道修建技術[J];中國工程科學;2009年07期

4 皇甫明;譚忠盛;王夢恕;王秀英;;暗挖海底隧道滲流量的解析解及其應用[J];中國工程科學;2009年07期

5 王秀英;譚忠盛;王夢恕;;鉆爆法施工的海底隧道結構防排水技術研究[J];中國工程科學;2009年07期

6 邢福東,朱珍德,劉漢龍,阮懷寧,王軍;高圍壓高水壓作用下脆性巖石強度變形特性試驗研究[J];河海大學學報(自然科學版);2004年02期

7 金豐年,范華林,郭鐵英;地下工程管片密封橡膠承受高水壓作用的力學分析[J];解放軍理工大學學報(自然科學版);2001年04期

8 鄧祥月,韓明新,孟斌;論述防水煤巖柱的留設原則及計算方法[J];煤炭技術;2001年06期

9 張有天;隧洞及壓力管道設計中的外水壓力修正系數(shù)[J];水力發(fā)電;1996年12期

10 張有天,張武功;隧洞水荷載的靜力計算[J];水利學報;1980年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高新強;高水壓山嶺隧道襯砌水壓力分布規(guī)律研究[D];西南交通大學;2005年

2 莊寧;裂隙巖體滲流應力耦合狀態(tài)下裂紋擴展機制及其模型研究[D];同濟大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 周樂凡;考慮外水荷載作用的鐵路隧道襯砌結構設計研究[D];鐵道部科學研究院;2003年

2 張鵬;海底隧道襯砌水壓力分布規(guī)律和結構受力特征模型試驗研究[D];北京交通大學;2008年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董國賢;論水下隧道抗災的生命力與優(yōu)越性[J];地下空間;2001年02期

2 ;重慶將投資30億元建水下隧道[J];巖土工程界;2003年12期

3 孔祥金;首座地下轉盤水下隧道將在重慶市興建[J];隧道建設;2004年04期

4 宋建;陳百玲;范鶴;;水下隧道穿越江河海灣的綜合優(yōu)勢[J];隧道建設;2006年03期

5 申楠公;李海超;張珂;;水下隧道貫徹國防要求研究初探[J];國防交通工程與技術;2007年02期

6 楊成剛;;水下隧道的防護技術措施[J];天然氣與石油;2009年03期

7 楊小勇;;淺談水下隧道安全風險管理[J];當代經(jīng)濟;2009年04期

8 ;南寧南湖水下隧道工程[J];公路隧道;2011年01期

9 王少飛;涂耘;程崇國;;公路水下隧道應急救援對策[J];公路;2011年10期

10 周書明;潘國棟;;水下隧道風險分析與控制[J];地下空間與工程學報;2012年S2期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓大建;;廣州珠江水下隧道的抗震研究[A];高層建筑與橋梁基礎工程學術會議論文集[C];1989年

2 何益壽;;談長江中下游的水下隧道建設[A];中國土木工程學會隧道及地下工程學會第九屆年會論文集[C];1996年

3 錢七虎;;從河床沖淤分析沉管法修建長江水下隧道問題[A];錢七虎院士論文選集[C];2007年

4 陸培炎;陳曉文;楊光華;;廣州珠江水下隧道沉管段內(nèi)力分析[A];陸培炎科技著作及論文選集[C];2006年

5 陸培炎;陳曉文;楊光華;;廣州珠江水下隧道沉管段內(nèi)力分析[A];高層建筑與橋梁基礎工程學術會議論文集[C];1989年

6 ;杭州市慶春路跨越錢塘江水下隧道工程關于公鐵合建與防災專題專家咨詢意見[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

7 蔡小稚;馮良平;曾憲武;;跨越長江的橋梁建設成就和水下隧道的發(fā)展前景[A];中國公路學會2002年學術交流論文集[C];2002年

8 蔡小稚;曾憲武;馮良平;;跨越長江的橋梁建設成就和水下隧道的發(fā)展前景[A];中國公路學會橋梁和結構工程學會2002年全國橋梁學術會議論文集[C];2002年

9 徐水根;;修建水下隧道的預注漿法[A];第四屆中國巖石錨固與注漿學術會議論文集[C];2007年

10 程亞鵬;凌賢長;王宣青;胡慶立;;水下隧道覆土層安全厚度設計預測數(shù)學模型研究[A];東北巖石力學與工程分會學術討論會論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 陸婭楠;廣深港高鐵水下隧道貫通[N];人民日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳向紅;大型水下隧道與附屬豎井的地震響應研究[D];北京交通大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 施曉群;長大鐵路水下隧道火災風險分析及消防安全策略[D];華南理工大學;2011年

2 譚鑫;考慮流固耦合影響的水下隧道施工力學效應研究[D];中南大學;2009年

3 歐陽剛杰;長沙市營盤路湘江水下隧道安全風險評估及控制技術研究[D];中南大學;2012年

4 郭家;淺埋水下隧道水壓力分布及防排水技術研究[D];北京交通大學;2013年

5 楊秀軍;城區(qū)水下隧道營運通風與防災技術研究[D];重慶交通大學;2008年

6 鄭澤源;水下隧道斷層破碎帶段掌子面穩(wěn)定性分析方法研究[D];中南大學;2012年

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