古群涛

(深圳市广汇源环境水务有限公司，广东 深圳 518000)

输水隧洞地质构造复杂，隧道不仅地应力深、高，而且穿越多个地质单元，围岩条件复杂，断裂构造发育，隧道衬砌结构在正常使用过程中承受外水压力较大，长期使用过程中存在很大风险，而衬砌裂缝是影响隧道稳定性的最主要因素，因此隧道的安全研究主要集中在衬砌裂缝的形成以及计算方面[1-3]。然而，有关裂缝对隧道衬砌结构安全性的影响及评价方法的研究较少[4-5]。隧道衬砌裂缝的研究是一个典型的不连续力学问题，本文以断裂力学理论为基础，采用接触模型模拟断面接触摩擦，建立含裂缝隧道衬砌的力学模型，以苗坑水库输水工程输水隧洞为例，对典型部位进行计算，分析裂缝对衬砌稳定性的影响。

1 衬砌混凝土裂缝特征

远距离输水隧洞主要承受荷载包括围岩本身变形压力以及外部水压，因此引水隧洞往往在围岩变形稳定后开始使用，此时主要受外部水压作用。当围岩的岩性较好时，衬砌承受围岩压力越小，主要是为了防止钢衬腐蚀、围岩松弛范围扩大、初期支护体系失稳范围等因素的影响，提高了隧道支护结构的安全性；当围岩的岩性一般时，隧洞衬砌结构承受的围岩变形压力较大，从而能够起到防水的作用[6]。

混凝土是一种抗拉性能较低的材料，在施工过程及隧道使用过程中往往会形成微裂缝，主要由施工不当引起。微裂缝在内外因素的作用下进一步发展，形成宏观裂缝或不稳定裂缝，从而引起结构的断裂。……