隧道体外排水深埋中心水沟设计参数模型试验研究.pdf

第 42 卷 第 6 期 岩石力学与工程学报 Vol.42 No.6 2023 年 6 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2023 隧道体外排水深埋中心水沟设计参数 模型试验研究 1 1 2 1 1，3 相懋龙 ，阳军生 ，包德勇 ，李林毅 ，傅金阳 (1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075 ；2. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063 ； 3. 高速铁路建造技术国家工程研究中心，湖南 长沙 410075) 摘要：隧道深埋中心水沟可有效减少富水地段仰拱高水压及其导致的隧底结构隆起问题。通过设计融合 3D 打印 技术的隧道模型试验，探究了深埋水沟重要设计参数对隧道排水效能及结构安全性的影响规律，进一步地，给出 深埋水沟重要设计参数的合理取值区间。研究结果表明：深埋水沟管径参数是影响隧道排水量、衬砌外水压力、 结构位移的主导因素且存在阶段性影响规律，在 0～0.8 m 管径工况下，随着管径增长深埋水沟排水量增长明显， 衬砌水压分布型式由“扇贝型”分布逐步转变为“桃型”分布，底部结构从整体显著隆起逐步转为轻微沉降状态， 0.8～1.6 m 管径工况下，随管径增长隧道排水总量、衬砌水压分布、底部结构位移维持基本稳定状态，兼顾其他控 制因素，推荐类似工程中管径取值 0.6～1.0 m；深埋水沟埋深参数并非是影响排水效能的主导因素，该参数选取时 应从方便现场施工、保证排水效果、利于隧底稳定性等方面综合考虑。 关键词：隧道工程；铁路隧道；体外排水；深埋水沟；隧底隆起；3D 打印技术；模型试验 中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2023)06 –1508 –12 Model experimental study on engineering design parameters of deep buried central gutter for external drainage of tunnels 1 1 2 1