姜 波,王成林,黄明利,管 强

(1.中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司,重庆 400023； 2.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044； 3.中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆 400037)

随着国家对交通基础设施投入的加大，在岩溶地区修建的隧道数量逐年攀升，施工中遇到高压富水大型充填溶洞时，常常采用泄水降压处理。运营过程中，由于降雨影响再加上排水系统堵塞，靠近衬砌的溶洞极可能重新充满水，威胁衬砌安全。不同于一般隧道衬砌由围岩压力和结构次应力引起的衬砌开裂等问题，富水岩溶隧道更多是水荷载的直接作用导致的。宜昌市季家坡隧道，降雨后，岩溶裂隙空间内积水形成高水压，边墙底板破裂突水，累计积水8 000 m3[1]；武吉高速公路南石壁隧道运营期间由于岩溶发育，衬砌承受高水压导致衬砌开裂、路面拱起[2]。如何保证高水压下运营阶段衬砌结构的安全性，对衬砌结构设计尤其重要。学者们对溶洞作用下衬砌的水压力进行了研究，邹育麟等[3]认为衬砌背后水压力与断层、向斜核部、岩溶发育区等构成的储水构造有关，暴雨之后，地下河水位上升，并不断在衬砌背后累积，衬砌背后水压急剧增大，衬砌开裂，造成渗漏病害；董辉等[4]发现衬砌外水压力还与节理面倾角和溶洞布置形态有关，且节理倾角的作用强于溶洞布置形态；万飞，丁燕平等[5-6]对隧道衬砌的内力进行研究，表明水荷载作为衬砌的主要荷载之一对隧道轴力和弯矩影响巨大；……