双孔限排区间衬砌水压力分布特征研究

研究目的:针对空间接近分布的限排隧道衬砌水压力设计取值问题,仅仅计入单孔洞室周边地下水的渗流效应,忽略不同隧道之间排水效应的相互干涉与影响,结构设计难免存在保守与浪费的情况。本文以青岛地铁某双孔限排区间为依托工程,研究与分析区间净距、水头高度、正线高差、围岩渗透系数四个关键因素下衬砌水压力的分布特征。研究结论:(1)双孔区间互为排流泄压孔,排水效应相互促进,具有显著缓解与改善衬砌水压力的优点;(2)衬砌水压力及其降幅关于区间净距呈负相关变化,前者随着区间净距的不断增加逐渐增大而后者逐渐减小;(3)衬砌水压力降幅对水头高度的变化并不敏感,建议按照水头高度加权计算衬砌水压力降幅以便用于工程设计;(4)双线正高差时仰拱水压降幅较大,负高差时拱顶、内侧拱肩与边墙水压降幅较大;(5)围岩渗透性能越差,衬砌水压力越小、降幅越大的双赢效果越显著;(6)除正线高差因素以外,水压力降幅影响程度排序都是:内侧边墙>内侧拱肩>仰拱>拱顶>外侧拱肩>外侧边墙;(7)应考虑非对称结构与排水设计形式,抑或是将此部分冗余水压降幅作为管路堵塞、排水不畅时的安全储备;(8)本研究成果可为双孔限排区间衬砌合理水压力设计取值提供借鉴与参考。