富水隧洞排水设计及效果分析

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1、2016年第35卷第2期·DWRHE水利水电工程设计·19·富水隧洞排水设计及效果分析田建林顾耀民摘要在富水区开挖深埋无压水工输水隧洞，高外水压力是影响隧洞衬砌稳定的最重要因素，合理的排水设计对隧洞安全尤为重要。结合宁夏固原地区(宁夏中南部)城乡饮水安全水源工程7大湾输水隧洞，对深埋高外水隧洞的排水设计进行了探讨，提出结合围岩固结灌浆和钻孔安装毛细透排水管(不穿透固结灌浆层)的设计方案，并采用平面渗流有限元方法对排水效果进行了分析，结果表明，该排水设计方案能有效减少衬砌上承受的外水压力，且可靠性强，对周边地下水平衡影响较小，可供

2、类似工程参考。关键词深埋输水隧洞高外水排水设计毛细透排水管平面渗流有限元法中图分类号TV672．1文献标识码B文章编号1007—6980(2016)02—0o19．03在富水区开挖深埋无压水工引水隧洞，高外渗入量，可能造成地下水位下降，恶化周边生态水压力是影响隧洞衬砌稳定的最重要因素，为避环境；后者只排出渗入灌浆圈内的外水，渗水量免高外水压力全部直接作用于衬砌上，合理的排较少，能充分发挥灌浆圈对外水的阻隔作用。在水设计对隧洞安全显得尤为重要。宁夏固原地区本工程排水孔设计过程中，选择采用不打穿固结(宁夏中南部)城乡饮水安全水源工程

3、7(大湾)灌浆层方案。隧洞为无压输水隧洞，洞长10．6km，平均埋深根据7大湾隧洞结构尺寸及规范要求，选择165m，最大埋深310m，最大外水水头245m，固结灌浆层厚度2．5m，排水孔深度深入基岩2m。是工程单洞最长、埋深最大的洞段。洞线穿越多另外，考虑到隧洞为无压隧洞．排水孔布置于洞个走向近南北的深沟。多数沟内常年有水。隧洞内水面以上洞顶处，呈向外辐射状．3孔和2孔间区地下水以第四系松散层孔隙潜水和白垩系基岩隔布置，排距2m，中间夹角45。。裂隙水为主。局部地带表现出裂隙潜水的特征，保证排水系统的长期有效运行，排水孔结构接受

4、沟谷河水及上层潜水补给。7隧洞主要围岩能否有效的排水是关键。在实际工程应用中，排灰色泥页岩(Kn)、泥岩与泥灰岩互层(K。n)和水孔结构有开孑L的钢花管、PVC管、开孔PVC管泥岩夹薄层泥灰岩(Kn3)。故为降低隧洞衬砌所结合无纺布排水管、毛细透排水管、开孔PVC管承受的外水压力。确保隧洞安全运行的同时不破材内设玻璃棉等。但在已建工程的实际运行中都坏周边生态水平衡，合理可靠的排水设计尤为重存在或多或少的弊端，例如开孔的钢花管在隧洞要。运行过程中有破碎的小石块由排水孑L掉出．隧洞顶局部形成空洞，对隧洞的运行安全形成隐患；1排水设计

5、开孔的PVC管外缠土工布在运行过程中细颗粒会目前减小隧洞衬砌上的外水压力的工程措施造成排水管的堵塞，致使部分排水管功能失效，均遵照“堵”、“截”、“排”的原则，选择单独威胁隧洞运行安全。7大湾隧洞围岩主要以泥岩、或综合处理措施。堵即对衬砌外围岩进行固结灌泥灰岩和泥页岩为主，极易造成花管的堵塞；考浆，降低围岩的渗透性，使隧洞衬砌周围一定范虑到毛细透排水管主要是利用毛细力主动吸人土围内形成一个固结灌浆圈分担衬砌的外水压力；壤中饱和水，其具有不淤积堵塞的特性，因此，“排”即在衬砌上设置排水孔。排水孔贯穿衬砌将本次排水孔材料选用毛细透排

6、水管。衬砌周围的渗水排人隧洞中。以达到进一步降低毛细透排水管是基于毛细透排水带设计而成衬砌外水压zzzPsgiolePfrp力的作用。排水孔设置有穿透固结灌的。毛细透排水带套包裹于PVC管外，开孔面朝浆层和不穿透固结灌浆层两种．前者排水效果较外，PVC管外径63mm，壁厚2．53mm，顶端好，有利于减小衬砌结构承受的外水压力，但不PVC管采用63堵头封口，以避免颗粒进入。毛能充分发挥固结灌浆圈的阻水作用，增大地下水细透排水管500～1000mm长设置专用连接管件1zzzPsgiolePfrpzzzPsgiolePfrpzzzPs

7、giolePfrpzzzPsgiolePfrp