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1.
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海底隧道复合衬砌水压力分布规律及合理注浆加固圈参数研究 被引次数：1
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李鹏飞 张顶立 赵勇 张成平《岩石力学与工程学报》,2012年第31卷第2期
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与普通山岭隧道不同，海底隧道深埋于海床之下，地下水的处理是其修建过程中的关键问题，而隧道渗水量控制及衬砌结构水荷载确定又是地下水处理的核心问题。采用“堵水限排”的设计理念，设计海底隧道复合衬砌结构防排水系统，可以实现以较小的排放量明显折减甚至消除作用在支护结构上的外水压力，使海底隧道衬砌结构设计更经济。基于地下水水力学理论，推导海底隧道渗水量和复合衬砌结构外水压力的计算方法，并结合厦门海底隧道工程实践，采用理论分析和数值模拟方法揭示初期支护、二次衬砌以及注浆加固圈等参数的变化对隧道渗水量和衬砌外水压力的影响规律。在此基础上，提出海底隧道复合衬砌合理注浆加固圈参数的确定方法，并在厦门翔安海底隧道穿越F4风化深槽的合理注浆加固圈参数设计中取得成功应用。研究结果可为海底隧道或富水区高水头山岭隧道工程的防排水系统设计提供借鉴和参考。
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2.
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隧道衬砌外水压力的研究进展
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阚二林 郭云英《西部探矿工程》,2006年第18卷第Z1期
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隧道工程中地下水作用在衬砌上的外水压力是进行衬砌设计的一个重要因素,如何确定外水压力是隧道工程界迫切需要解决的一个问题.详尽论述了折减系数法、理论解析法、解析数值解法、水文地球化学方法和渗流理论分析法五种计算方法.对于隧道工程,这些研究还不能完全满足实际工程的需要,有待于进一步研究.
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3.
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高水压富水区隧道限排衬砌注浆圈合理参数研究 被引次数：1
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张成平 张顶立 王梦恕 项彦勇《岩石力学与工程学报》,2007年第26卷第11期
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海底隧道深埋于海水以下,处于高水压富水区,隧道结构设计时需要考虑外水压力,如果采用"堵水限排"的防排水设计原则,能够以较小的排水量显著降低作用在衬砌上的外水压力,从而使隧道结构设计更加经济。注浆圈合理参数的确定是"堵水限排"的核心问题。基于穿越高水压富水岩溶区的圆梁山隧道工程,通过理论计算和分析,得到了注浆圈参数变化对隧道涌水量和衬砌外水压力的影响规律;提出了隧道排水率的概念,分析了隧道排水率与衬砌外水压力之间的关系。在此基础上提出了确定注浆圈合理参数的方法和程序,给出了圆梁山隧道注浆圈的合理参数值,并在现场得以应用,取得了理想的效果,注浆后实测隧道涌水量与理论计算值基本一致。研究结果表明:衬砌外水压力折减系数取决于隧道排水率,只有当隧道排水系统能够将渗透到衬砌背后的地下水全部排出时,衬砌外水压力才能完全消除;注浆圈的作用不是分担衬砌外水压力,而是通过封堵地下水降低隧道涌水量,从而以较小的排水量可显著降低甚至消除衬砌的外水压力。研究成果对类似高水压富水区以及海底隧道防排水设计具有一定的参考价值和借鉴作用。
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4.
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隧道工程与水环境的相互作用 被引次数：25
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蒋忠信《岩石力学与工程学报》,2005年第24卷第1期
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隧道工程“以排为主”的设计原则已不能适应当前水环境保护的要求,而完全封堵地下水又会使隧道衬砌难以承受巨大的水压力。从建立隧道工程与水环境的相互作用链出发,采用非稳定流法预测隧道衬砌前的涌水量,基于泰斯公式新的近似式预测洞顶含水层疏干漏斗的范围、体积和降深,基于地表水平衡方程确定恢复水环境的隧道衬砌允许渗水量,基于折减系数法计算隧道衬砌外水压力,进而归纳出“以堵为主”的“水环境平衡”的隧道设计原则,以防治洞顶水环境灾害和隧道水害,并以渝怀铁路圆梁山隧道做了算例。
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5.
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深埋隧道衬砌水荷载计算的基本理论 被引次数：25
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王建秀 杨立中 何静《岩石力学与工程学报》,2002年第21卷第9期
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铁路，公路跨越山岭地，越岭隧道方案被大量采用，而深埋隧道的高水压和突，涌水则成为亟待解决的问题。合理设计有外水压力隧道的关键在于：（1）随道围岩渗流场的分析；（2）外水压力作用系数的研究。隧道衬砌的静力计算和围岩压力及水荷载密切相关，在衬砌的设计中，既可以将围岩压力和外水压力分算，也可以考虑二者的耦合作用，进行水－岩合算。根据前人的研究成果，总结和讨论了隧道衬砌水荷载计算中的基本理论。
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6.
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基于围岩及灌浆圈非均质性的外水压力计算
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侯新文 李常锁 郑婷婷 邢立亭 孙蓓蓓《煤炭学报》,2015年第40卷第3期
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隧洞外水压力计算方法较多，每种方法都有优缺点。采用数值法来计算灌浆圈的外水压力，将围岩灌浆圈分为3层，计算了各层渗透系数不同以及等效后的渗透系数时条件下的外水压力。计算结果表明，随着衬砌渗透性的增加，外水压力逐渐减小。当考虑灌浆圈不同厚度的变化时，如果将围岩灌浆圈和钢筋混凝土衬砌当作一个整体考虑，衬砌外缘的外水压力下降幅度较大，灌浆圈外缘的外水压力下降幅度很小；当灌浆圈的渗透性与衬砌的渗透性相差不大时，衬砌的外水压力变化比较小，当灌浆圈的渗透性与衬砌的渗透性相差教大时，衬砌的外水压力变化比较大。经研究分析，采用数值法计算高压岔管区围岩及灌浆圈的外水压力有一定的实用性。
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7.
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隧道外水压力确定的渗流分析方法及排水方案比较 被引次数：10
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谢兴华 盛金昌 速宝玉 朱汝雄《岩石力学与工程学报》,2002年第21卷第Z2期
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隧道外水压力是进行隧道衬砌设计的重要因素.目前,外水压力的确定还是采用根据当地的地下水位折算外水压力的折减系数方法.这是一种粗略的折算方法,并不十分恰当.根据隧道周围岩层的水文、地质条件建立模型,采用三维拟连续介质渗流理论,通过数值计算来确定围岩衬砌上的外水压力场.工程实例计算了隧道围岩岩性为均匀的和非均匀的岩层内部的水头场分布,并设计不同的排水方案,通过计算比较了各种排渗方案的排水效果.结果显示,该方法用来确定隧道衬砌外水压力是可行的.
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8.
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隧洞外水压力计算中等效渗透系数研究
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梁春雨 董莉莉 邵岩《河南水利与南水北调》,2012年第18期
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文章通过理论分析与数值分析相结合的方法,首先定量分析了折减系数取值规律;然后研究了排水孔对等效渗透系数的影响。对于衬砌外水压力的定量分析有一定参照意义。
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9.
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高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究
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高新强《岩石力学与工程学报》,2007年第26卷第5期
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博士学位论文摘要：随着国内铁路路网的完善和发展，需要修建大量深埋长大山岭隧道，在高水压岩溶区修建隧道，这在国内外都是个技术难题，尤其在当今对环保要求较高的条件下，必须改变以往“以排为主、排堵结合”的治水方案，采取“以堵为主、限量排放”的治水方案，在这种背景下，不可避免地遇到高水压问题。因此，研究深埋高地下水位铁路隧道围岩、注浆圈、衬砌背后水荷载的分布规律和高水压的存在对隧道围岩稳定和结构受力的影响具有突出的工程实践应用价值。这些问题已成为当前地下工程（特别是深埋山岭隧道）设计、施工、运营中很关键且无法回避的问题，已经引起各国有识之士的极大关注，是隧道工程研究的前沿和热点问题之一。本文以在建的渝怀线圆梁山深埋特长铁路隧道为工程背景对上述问题进行系统研究。研究内容与方法如下：（1）在对水工隧道水压力折减系数综合分析的基础上，考虑铁路隧道与水工隧道结构、防排水型式的不同，提出了水压力作用系数的概念。采用室内三维模型试验方法研究均质围岩、裂隙围岩中隧道修建过程中水压力分布变化规律，重点分析衬砌背后和注浆圈外表面水压力及其水压力作用系数与围岩、注浆圈、衬砌的渗透系数、厚度和隧道控制排水量的关系。（2）采用理论分析方法，推导均质围岩中针对铁路隧道防排水型式下注浆圈外表面、衬砌背后水压力理论解析公式，分析衬砌背后水压力与各量之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究，采用等效连续介质模型用数值方法分析隧道渗流场的分布，对地下水在围岩、注浆圈、衬砌上水压力分布规律及其作用系数进行分析。（3）以圆梁山隧道地质勘测报告为基础，通过分析得出圆梁山隧道的水文地质结构模型、地下水流系统模型、地下水动力模型：特别是对深孔压水和抽水试验成果进行详细分析，得出隧道附近围岩的渗透系数和渗透系数张量，为数值分析和三维室内模型试验围岩渗透系数的取值提供依据；进一步概括得出圆梁山隧道的地下水流数学模型，并将模型试验、理论计算公式、渗流场等效连续介质数值模拟分析得到的水压力分布规律应用于该工程实际。（4）采用数值分析方法研究单线铁路隧道标准衬砌断面形式承受水压力的能力，并结合圆梁山隧道工程对5种不同形状断面进行优化分析。（5）在水压力分布规律研究的基础上，采用数值分析方法分析水压力在衬砌上均匀分布、不均匀分布、局部突水时隧道围岩的稳定性和结构受力特征。主要研究成果如下：（1）提出水压力作用系数的概念，并采用室内模型试验、理论公式推导、数值分析等方法研究得出注浆圈外表面、衬砌背后水压力分布规律，确定作用在衬砌上水压力荷载的大小；得出水压力作用系数与围岩、注浆圈、衬砌渗透系数、厚度及隧道控制排水量的关系。（2）针对圆梁山隧道工程，给出水压力分布规律模型试验和数值分析结果的工程应用。（3）得出单线铁路隧道标准衬砌断面形式承受水压力的能力值为0．40MPa，经对断面形状进行优化分析得到承受高水压的合理断面形式为蛋形断面或圆形断面，当水压力超过1．5MPa时，采用圆形断面为宜。（4）分析水压力在衬砌上均匀分布、不均匀分布、局部突水时隧道的位移、塑性区、衬砌内力大小和分布特点，运用结构力学上弯矩影响线理论，在突水位置不确定的情况下，提出采用弯矩包络图确定衬砌结构上最大弯矩的方法。
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10.
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隧洞外水压力折减系数工程地质研究 被引次数：1
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宋岳 贾国臣 滕杰《水利水电工程设计》,2007年第26卷第3期
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《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）推荐根据地下水活动状态确定外水压力折减系数，这种方法在水利行业已延续使用了几十年，存在前期勘察阶段使用困难的问题。提出在隧洞工程前期勘察设计阶段可根据岩体渗透性确定外水压力折减系数；施工阶段根据地下水溢出状态确定外水压力折减系数，并对前期成果进行验证和修正。
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11.
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引红济石调水工程深埋输水隧洞外水压力计算探讨
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张民仙 王碧琦《电网与清洁能源》,2008年第24卷第11期
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外水压力是深埋隧洞衬砌设计中的重要荷载，且往往难以确定，结合引红济石调水工程隧洞排水系统的设计对常用外水压力计算方法进行了探讨，并提出了采用渗流理论简化计算外水压力的有效方法，得出合理的设置排水系统及进行围岩灌浆是减少衬砌外水压力和维持地下水系平衡的有效措施。
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12.
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泄水式管片衬砌壁后水压力分布特性模型试验研究
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晏启祥 张蒙 程曦《岩石力学与工程学报》,2013年第32卷第Z1期
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基于研制的泄水式管片衬砌–围岩泄流装置，采用室内试验方法对某铁路隧道装配式泄水式管片衬砌在高水压条件下衬砌壁后水压力分布规律进行研究，重点探讨单纯限排、堵水限排等不同泄水方案下衬砌壁后外水压力分布规律。分析排泄流量、泄水孔密度、注浆与否对隧道衬砌壁后水压力的影响，揭示隧道衬砌壁后整体和各位置处外水压力折减系数、外水压力大小等与衬砌泄水孔泄流量之间的二次曲线关系。研究结果可为高水压山岭隧道衬砌的设计提供参考。
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13.
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引红济石调水工程深埋输水隧洞外水压力计算探讨
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张民仙 王碧琦《陕西水利水电技术》,2008年第1期
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外水压力是深埋隧洞村砌设计中的重要荷载，且往往难以确定，本文结合引红济石调水工程隧洞排水系统的设计对常用外水压力计算方法进行了探讨，并提出了采用渗流理论简化计算外水压力的有效方法，得出合理的设置排水系统及进行围岩灌浆是减少衬砌外水压力和维持地下水系平衡的有效措施。
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14.
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富水地层隧道注浆圈堵水减压效应研究
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石文广《中国建筑防水》,2014年第20期
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衬砌水荷载和控制排水量是富水区隧道修建过程中的两个关键问题。采取非线性解析方法实现"堵水限排",研究了注浆圈厚度、渗透系数对衬砌外水压力和排水量的影响。研究表明:富水隧道中的注浆圈起着显著"堵水降压"作用,注浆圈厚度的增加以及渗透系数的减小,都会使衬砌水荷载和控制排水量呈非线性减小。
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15.
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水下隧道渗流场解析解及其应用 被引次数：1
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杜朝伟 王梦恕 谭忠盛《岩石力学与工程学报》,2011年第30卷第Z2期
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以复变函数和地下水水力学理论为基础，推导由围岩、注浆圈、衬砌混凝土组成的水下隧道渗流场解析解。以厦门海底隧道F4风化囊地段为工程背景，研究影响围岩、注浆圈、衬砌的渗流参数对衬砌外水压力和渗流量的影响。研究结果表明，注浆圈和初期支护施工效果对衬砌后水压力和渗流量的影响很大，应重视注浆圈和初期支护的施工。当排水系统堵塞，渗流量减小时，初期支护和二次衬砌的外水压力会重新分配。结合理论计算和现场实测水压力结果，提出在堵水限排情况下，初期支护水压力可降至静水压力的1/3。
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16.
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地下结构的地下水荷载 被引次数：5
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张有天《工程力学》,1996年第A01期
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本文全面阐述了地下结构设计中地下水荷载问题，地下结构的工程事故大多和地下水有关，设计中如何考虑地下水荷载这一重大问题国内外都没有成熟的经验，本文从渗流载增量理论分析水荷载作用征地下洞室围岩及衬砌的应力，如何衬砌与围岩脱离，则地下水将以外水压力的形式作用于衬砌，可按建议多个修正系数的方法估算外水压力。
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17.
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隧道设计中外水压力取值的探讨
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陈永彰《东北水利水电》,2004年第22卷第3期
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本文对隧道设计中常用的外水压力计算方法进行了探讨,并给出了算例。文章认为,设置排水设施和地层防渗加固是减小衬砌外水压力及维持地下水系平衡的有效措施。
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18.
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用于均质地层隧道渗流场的两种轴对称解
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何晟亚 王志杰 刘若愚《地下空间与工程学报》,2017年第13卷第Z1期
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在均质地层中,分别以推广轴对称解与周长等效公式两种方法,研究非圆形断面隧道衬砌水压力,并结合水压力折减系数提出修正施工水荷载的方法.以墙脚处为分析点,将适用于圆形断面的轴对称解推广至非圆形断面,同时提出等效轴对称解,分析两者在不同衬砌与注浆圈渗透系数、衬砌与注浆圈厚度的分析点水压力与渗流量,对比两者与数值解的误差.研究表明:两种理论解得到的衬砌水压力值较为接近,但渗流量差异较大;数值解与等效轴对称解的误差小于与推广轴对称解的误差,数值解大于两种理论解,三种计算结果趋势一致;通过工况与水压力折减系数和渗流量的拟合曲线及水压力折减系数公式,插值计算水压力并实时调整水荷载.推荐在非圆形隧道断面水荷载设计时优先采用等效轴对称解析解的方法.
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外水荷载作用的铁路隧道衬砌结构设计探讨
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王秋《城市建筑》,2015年第3期
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本文主要运用试验分析的方法，探讨外水荷载的折减系数与渗透系数之间的关系。铁路隧道衬砌的受力模式可分为考虑和不考虑外水荷载，通过分析得知，受外水荷载较大的铁路隧道衬砌采用钢筋混凝土构成的圆形或椭圆形衬砌。
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20.
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厦门翔安海底隧道衬砌水压力特征研究
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程正明《中国工程科学》,2012年第14卷第11期
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合理确定衬砌水压力是海底隧道结构设计的关键所在。采用复变函数和地下水动力学理论,推导了圆形海底隧道衬砌外水压力解析法计算公式,经对比验证,精度高、适用性广。通过海底隧道水压力模型试验研究得到,全封堵防水方式下,衬砌背后水压不能折减;限量排放时,衬砌背后水压力随排水量的增加而减小,建立了限量排放下的水压力计算公式,得到现场实测结果验证。研究成果应用于国内第一条海底隧道──厦门翔安海底隧道,为"以堵为主、限量排放"的支护结构设计和海底风化槽地段注浆堵水方案的制订提供了关键技术参数,现场应用成效良好。相关研究成果对后续海底隧道工程具有一定借鉴意义。
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