注浆圈渗透系数不同对隧道附近渗流场存在较大影响,因篇幅限制,现仅以不同工况下运营期矿山法隧道渗流演变过程进行分析。试验在未安装初衬、二衬等隧道结构时,对不同时间点注浆圈内侧的渗流状态进行观测,如图5.28所示。
图5.28 注浆圈内侧渗流演变观测(工况二)
不同工况下注浆圈内侧渗流演变过程较为相似,以工况二为例,试验开始时其内侧处于干燥状态;48 h后,渗流模型箱中的围岩已处于饱和状态,注浆圈内侧逐渐浸透,而拱顶和拱底先于其他位置润湿,可见富水区隧道结构拱顶及拱底部位最易受渗流影响;60 h后,注浆圈内侧拱肩以上位置均挂满滴落状水珠,拱底开始积水;72 h后,注浆圈渗流达到饱和,拱顶水珠滴落速度加快,拱腰处可见间断性线状水滑落。(www.xing528.com)
工况三从注浆圈内侧浸湿至最终饱和约17 h,工况二用时约24 h,而工况一用时约41 h,可见随着注浆圈渗透系数减小,渗流速度减慢,渗流时间大幅增加,表明注浆圈渗透系数直接影响地下水渗流速度,进而控制隧道排(涌)水量,有效地降低运营期间结构渗水、路面积水等病害发生的风险,保障隧道运营稳定性。
由安装完整隧道结构后的渗流试验可知,隧道排水量稳定时[限排量较小,试验排水量为0.455 m3/(d·m)],运营期隧道相同工况下测点在各断面的水压力值基本相同。以C断面上各测点水压分布为例(见图5.29),隧道二衬和注浆圈背后的特征点水压分布规律是相似的,其量值均由拱顶至拱底不断增大,与隧道渗流状态的理论分析相吻合[139]。随着注浆圈渗透系数的增大,二衬和注浆圈背后水压力呈现不同的变化特性,二衬背后各特征点的水压力值小幅提升,而注浆圈背后各测点的水压力值则均出现下降趋势,验证了注浆圈具有分担水压作用的功能[136],且渗透系数越小效果越明显。
图5.29 运营期隧道特征点水压力分布(C断面)
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