基于流固耦合的輸水隧洞水平旋噴拱棚撓度影響因素研究

王顯

（滄州水利勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，河北 滄州 061000）

1 研究背景

水利工程建設(shè)對(duì)優(yōu)化水資源配置，充分發(fā)揮有限水資源的價(jià)值具有十分重要的作用和意義。基于此，我國各級(jí)政府不斷加大在水利工程建設(shè)領(lǐng)域的投入力度，建設(shè)了一大批復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下的輸水工程。在長距離輸水工程中，輸水隧洞往往是不可或缺的重要組成部分。在長距離輸水隧洞建設(shè)中，經(jīng)常需要穿越河谷地帶，從而面臨淺埋富水砂軟弱地層，給工程建設(shè)的順利進(jìn)行帶來諸多困擾。因此，在穿越上述地層的輸水隧洞施工過程中，需要采用一定的輔助措施對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)支護(hù)。水平旋噴技術(shù)是地下洞室工程中常用的預(yù)支護(hù)手段，通常沿地下洞室的洞口周邊以外插的方式分布和咬合，從而形成拱棚預(yù)支結(jié)構(gòu)，該方式十分適合富水砂性地層地下洞室工程的預(yù)支護(hù)，可以有效緩解涌水、涌沙地質(zhì)災(zāi)害[1]。

雖然超前水平旋噴預(yù)支護(hù)技術(shù)在富水砂性地層的地下工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，顯示出相對(duì)于超前小導(dǎo)管注漿等傳統(tǒng)預(yù)支護(hù)方式的優(yōu)越性[2]，但是，其成樁工程效果受到施工工藝、地質(zhì)環(huán)境等諸多因素的影響，進(jìn)而影響其支護(hù)效果。目前，業(yè)界關(guān)于水平旋噴拱棚的受力特征與變形規(guī)律研究尚不完善，導(dǎo)致工程實(shí)踐應(yīng)用缺乏必要的理論依據(jù)，從而限制了該加固方式的推廣和應(yīng)用[3]。基于此，此次研究以某輸水隧洞穿越河谷段工程為依托，利用數(shù)值模擬的方式探討輸水隧洞水平旋噴拱棚撓度的變化規(guī)律，以便為相關(guān)研究和工程實(shí)踐提供必要的支持和借鑒。……