(吉林省水利水电勘测设计研究院, 长春 130021)

1 研究背景

近30 a来国内浅埋压力隧洞工程建设较多，研究和建设水平已近世界前沿。代表性大型工程如黄河小浪底排沙洞(最大内水水头120 m、洞径6.5 m)、天生桥一级水电站引水隧洞(最大内水水头100.44～122.93 m、洞径9.6 m)、隔河岩水利枢纽引水隧洞(最大内水水头94 m、洞径9.5 m)、辽宁大伙房引水工程(最大内水水头55 m、洞径6 m)、南水北调穿黄工程(最大内水水头51 m、洞径7 m)。以上工程的隧洞在上覆岩体覆盖厚度较薄、河谷段或防渗帷幕下游时，隧洞衬砌均采用抗裂设计的有黏结或无黏结预应力衬砌形式，且区段较长，投资较高。

对长距离引水压力隧洞，非全线压力均处于高值状态，在内水压力不是非常大的情况下，隧洞穿越河谷及浅埋段较多时，全部采用抗裂设计会导致工程投资成倍增加。另外，河谷段隧洞如出现长时间较大降雨，或隧洞充水后，内水外渗，在衬砌外缘都将产生高于地下水位静水头的外水压力，当隧洞突然放空，衬砌裂缝闭合，外水内渗受阻，衬砌外缘会有很大的外水压力[1-3]。单层抗裂衬砌形式(预应力衬砌与钢板衬砌等)，在抵抗外水压力上并不具备优势。因此，长距离引水浅埋段隧洞全部采用严格限裂或抗裂设计没有必要，根据工程特点，靠近河流，有排水出路的地带，隧洞外渗的水成为了河谷的补充水源，对维持河流中的生态平衡十分有利[4]。

河谷浅埋段压力隧洞合理的衬砌形式及岩石最小埋深的研究至关重要。……