高压富水地层水工隧洞衬砌外水压力确定与应对措施

针对高压富水地层外水压力带来的衬砌设计难题及安全稳定问题,整理分析了多个实际工程外水压力监测成果,结合室内模型试验,研究论述了水工隧洞衬砌外水压力与所赋存环境岩体地下水活动状态以及衬砌排水能力间的关系;为解决采用传统复合衬砌可能存在的底板外水压力较大的偏压问题,提出了一种新型复合衬砌结构型式,并从控制渗流量及外水压力角度,对富水地层水工隧洞渗控设计标准进行了探讨.结果表明:水工隧洞衬砌外水压力主要受衬砌排水系统排水能力控制,同时与所赋存环境岩体地下水活动状态相关,依照规范中推荐方法确定外水压力具有明显不足;所提出的新型复合衬砌结构型式,可有效解决由于排水孔降压范围有限、底板外水压力较大导致的偏压问题;建议采用复合衬砌结构的水工无压隧洞允许排放量选择为3.0 m3/(m·d),衬砌外水压力不超过0.5 MPa,设计中可依据该标准确定排堵水结构相应参数.研究结果可为富水地层水工隧洞外水压力应对措施的选择提供技术支撑.