邓祥辉

(西安工业大学 建筑工程学院，西安 710032)

随着西部大开发的不断加快，越来越多的铁路、公路隧道将在西南高山地区修建。这些隧道一般埋置深度较大，穿越富水区，而且水头一般也很高(如两河口交通隧道和锦屏交通隧道)。这些隧道若采用“防排结合，以排为主”的防排水原则，一则不能根治隧道水害，二则导致洞顶地下水位下降，地表水资源枯竭，使本来脆弱的生态环境遭到破坏。采取“以堵为主”则往往会产生高达若干兆帕的水压力，使衬砌难以承受［1-2］。因此，要在不影响生态环境的条件下，安全、可靠地进行隧道施工和运营就必须解决衬砌上外水压力的问题［3-4］。

目前，在隧道衬砌水荷载的计算中，基本上还是参照水工隧洞设计规范和经验。而铁路、公路隧道工程由于防排水系统的设置与水利、水电工程隧道差别较大，仅仅采用折减系数法显然存在很大问题［5］。因此，在折减系数法基础上，按照隧道围岩实际渗流情况来确定衬砌上的外水压力是较为合理的。另外，西南高山区隧道一般埋深较大，而随着隧道埋深的增加，地应力也迅速增大［6-7］。而规范对于Ⅲ～Ⅴ级围岩水平压力的侧向系数通常取值在0.15～0.50的范围，实际工程证明这样的取值范围对这一地区隧道工程明显偏小［8］。因此，根据不同地区隧道工程情况，确定初始地应力侧向压力系数也是非常重要的。

1 外水压力及初始地应力

1.1 外水压力折减公式

对于深埋于含水层的隧道，其经折减后的水压力值往往过大，衬砌难以直接承受，因此在能保持洞顶水资源恢复和水环境平衡的前提下，允许隧道有适当渗漏水以减压，从而减少衬砌和止水工程，应该是经济合理的。……