【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道工程，涉及一种通过调整深埋长隧洞隧道注浆圈、初期支护、二次衬砌的参数调整隧道渗流量的方法。
技术介绍
1、随着我国大力推动基础设施建设,给水利工程带来了极大的发展,促进了深埋长隧洞工程的建设。一大批深长隧道工程正在或即将修筑于地形地质复杂的山区与岩溶地区,强富水、高承压或高地应力的地下环境。复杂地质条件下的富水区深埋隧洞渗流控制问题是目前深埋隧洞设计与施工过程中亟待解决的关键问题，在富水区深埋长隧洞施工的过程中，由于岩溶地区的隧道施工往往要穿过大量的断层和破碎带，隧洞施工问题常涉及地下水渗控问题，极大可能会产生突涌水问题。突涌水问题因动力灾变演化机理难以认识、发生速度快难以预知的特点，对隧洞结构的安全和稳定性具有严重的威胁，时常给工程带来严重危害，危害环境并造成经济损失。
2、而对于富水区深埋长隧洞施工的渗控关键技术问题，工程界通常认为围岩抗渗性能良好就不会使衬砌结构的外水压力过高，工程上常运用根据经验所得折减系数法来衡量设计要求，认为折减后的渗透压力男足要求就可以不设排水全封堵，其次是工程上只考虑固结灌浆后的的围岩透水率，这样的做法在几十年的工程实践中给工程带来了极大的困扰。因此，需要一种新的更符合工程实际的理论分析方法。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
存在的问题，根据达西渗流的基本原理，本专利技术的目的在于考虑带有注浆圈，衬砌和初期支护的深埋无压隧洞，研究得出隧道渗流量与注浆圈，衬砌和初期支护相关参数的函数关系，通过调整注浆配比，衬砌材料参数和初期
2、为达到上述目的，本专利技术提供的控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，包括如下技术步骤：
3、(1)计算考虑注浆圈、初期支护和衬砌的无压隧洞渗流量：假设地下渗流场整体趋于稳定且为均匀轴向渗流,假设围岩，注浆圈、初期支护和衬砌，管片均为各向同性的均匀介质且其外边界上等水头，地下水水头为h5，灌浆圈外边界水头为h4，初期支护外边界水头为h3,衬砌外边界水头为h2，衬砌内边界水头为h1,管片内边界水头为h0，围岩渗透系数为k4，灌浆圈渗透系数为k4，初期支护渗透系数为k3，衬砌渗透系数为k2，管片渗透系数为k1。
4、在隧道轴线方向为z轴方向满足laplace方程的表达形式为：
5、
6、由假设条件可得代入上式得：
7、
8、由假设条件，将上式代入达西定律得：
9、
10、由边界条件对dh进行积分，得：
11、
12、进一步，可得：
13、
14、进一步，可得隧洞渗流量为：
15、
16、再由为无压隧洞有h0＝0，代入上式得
17、
18、(2)根据上式，本专利技术通过以下几种方法之一或其中的几种方法组合来控制深埋无压隧洞的涌水量：
19、一、当地下水头恒定，注浆圈、初期支护、衬砌和管片渗透系数一定，初期支护、二次衬砌和管片的厚度一定时，通过控制注浆圈厚度来控制深埋无压隧洞的涌水量；
20、二、当地下水头恒定，初期支护、衬砌和管片渗透系数一定，注浆圈、初期支护、二次衬砌和管片的厚度一定时，通过控制注浆圈渗透系数来控制深埋无压隧洞的涌水量；
21、三、当地下水头恒定，注浆圈、初期支护、衬砌和管片渗透系数一定，注浆圈、二次衬砌和管片的厚度一定时，通过控制初期支护厚度来控制深埋无压隧洞的涌水量；
22、四、当地下水头恒定，注浆圈、衬砌和管片渗透系数一定，注浆圈、初期支护、二次衬砌和管片的厚度一定时，通过控制初期支护渗透系数来控制深埋无压隧洞的涌水量；
23、五、当地下水头恒定，注浆圈、初期支护、衬砌和管片渗透系数一定，注浆圈、初期支护和管片的厚度一定时，通过控制衬砌厚度来控制深埋无压隧洞的涌水量；
24、六、当地下水头恒定，注浆圈、初期支护和管片渗透系数一定，注浆圈、初期支护、衬砌和管片的厚度一定时，通过控制衬砌渗透系数来控制深埋无压隧洞的涌水量；
25、作为优选方案，针对第一和第二种控制方法，当地下水头恒定，注浆圈、初期支护、衬砌和管片渗透系数一定时，初期支护、衬砌和管片的厚度一定时，
26、优选的，可以通过调整注浆所用浆液的配比来调整注浆圈的渗透系数，在注浆圈防渗性能较差时采用小导管预加固注浆提高后期注浆形成注浆圈的防渗性能，
27、优选的，可以通过控制注浆深度来控制注浆圈的厚度，
28、当然可以通过以上方法或组合的形式调整注浆圈参数，控制隧洞渗流量。
29、作为另一优选方案，针对第三种和第四种控制方法，当地下水头恒定，注浆圈、初期支护、二次衬砌和管片渗透系数一定，注浆圈、二次衬砌和管片的厚度一定时，
30、优选的，可以通过改变喷射混凝土强度来控制初期支护的防渗性能，
31、优选的，可以通过插入锚杆、改变锚杆安插密度和锚杆强度来控制初期支护的防渗性能，
32、优选的，可以通过控制喷射混凝土厚度来控制初期支护的厚度，
33、当然可以通过以上方法或组合的形式调整初期支护参数，控制隧洞渗流量。
34、作为再一优选方案，针对第五和第六种控制方法，当地下水头恒定，注浆圈、初期支护、衬砌和管片渗透系数一定，注浆圈、初期支护和管片的厚度一定时，
35、优选的，可以通过调整混凝土骨料的的尺寸来改变衬砌的渗透系数，
36、优选的，可以通过改变混凝土的水胶比来改变衬砌的孔隙率，
37、优选的，可以通过加入粉煤灰和矿粉等掺合料来改变衬砌的抗渗性能，
38、优选的，可以通过调整混凝土的砂率来改变衬砌的抗渗性能，
39、优选的，可以调整衬砌的厚度，
40、当然可以通过以上方法或组合的形式调整衬砌参数，控制隧洞渗流量。
41、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过理论公式推导，得到了考虑带有注浆圈，衬砌和初期支护的深埋无压隧洞渗流量的计算方法。然后根据隧道渗流量与注浆圈，衬砌和初期支护相关参数的函数关系提出了控制深埋无压隧洞涌水量的几种方法。本专利技术与现有的技术相比具有如下优势：
42、一、经过研究，首次提出了考虑带有注浆圈，衬砌和初期支护的深埋无压隧洞渗流量的计算方法，与既有的仅按照经验所得的折减系数计算方法相比，计算结果更符合实际情况。
43、二、通过调整隧洞注浆圈，衬砌和初期支护相关参数等方式均可对深埋长隧洞渗流量进行调整，故通过合理的设计，可根据需要对深埋长隧洞渗流量进行调控，为隧洞工程设计结构渗流分析提供理论依据，使深埋长隧洞施工更加具有安全性，施工设计可以更加经济合理。
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1.一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于，包括如下技术步骤：
2.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于，采用以下措施之一或几种组合来深埋无压隧洞的涌水量Q：
3.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于：由于隧洞为深埋隧洞，其隧洞位置远低于地下水位线，即：
4.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于：由于隧洞为深埋隧洞，地下水位线恒定，即计算所用地下水头为定值。
5.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法其特征在于：所述隧洞不考虑不设盲排等额外的排水措施。
6.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于：所述隧洞为圆形隧洞，推导公式所用的简化模型也为圆形截面。
7.根据权利要求1或6所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于：公式推导的过程未考虑重力作用，地下渗流场的渗流方向均沿轴向轴向，且渗流依次经过围岩、注浆圈、初期支护、衬砌和管片。<...
【技术特征摘要】
1.一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于，包括如下技术步骤：
2.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于，采用以下措施之一或几种组合来深埋无压隧洞的涌水量q：
3.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于：由于隧洞为深埋隧洞，其隧洞位置远低于地下水位线，即：
4.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法，其特征在于：由于隧洞为深埋隧洞，地下水位线恒定，即计算所用地下水头为定值。
5.根据权利要求1所述的一种控制富水区深埋无压隧洞涌水量的方法其特征在于：所述隧洞不考虑不设盲排等额外的排水措施。
6.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘易鑫，孙云，赵璐，任旭华，张继勋，曹远宜，赵静任，马茂智，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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