煤炭科学技术

作者：柏东良, 张文, 王宝生,

关键词：防水衬砌, 孔隙水压, 水力荷载, 模型试验,

地下水是影响地下工程安全的重要隐患，在孔隙含水岩层中，由于目前的注浆技术无法有效封堵孔隙水，故高压孔隙水的不利影响尤为显著。为研究岩层孔隙水对封水衬砌上的水力荷载，掌握水力荷载与影响因素之间的变化规律，通过模型试验的方法，以金属圆管作为封水衬砌模型，以配制的多孔材料为孔隙围岩模型，获取不同孔隙水压作用下衬砌的应变数据，反算作用于衬砌的水力荷载，并分析了水力荷载与围岩孔隙率及围岩与衬砌接触状态的关系。研究结果发现：①当围岩与衬砌未发生剥离时，高压孔隙水的影响较小；②孔隙水压影响系数约为2倍围岩孔隙率，水力荷载显著小于孔隙水压；③当围岩与衬砌逐步发生剥离时，高压孔隙水影响急剧增大。结果表明：①高压孔隙水对封水衬砌的荷载作用与衬砌和围岩的接触状态有关，接触面积越大，直接与衬砌接触的孔隙水作用面积越小，孔隙水压的影响就越小，因此，降低接触面孔隙率，避免接触面发生剥离，高压孔隙水的荷载作用可控制在较低水平；②采用微膨胀混凝土、降低围岩的空帮时间、进行壁后注浆等设计、施工措施，加强衬砌与围岩的联结强度，提高衬砌与围岩间的相互作用力，可以降低接触面发生剥离的风险，进而把高压孔隙水的影响控制在较低水平。

来源：2020年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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