临近水库的隧洞二维渗流场解析解及工程应用研究

水库水头对邻近隧洞地下水渗流的影响较大，威胁到隧洞的运行安全。【目的】为保障邻近水库的隧洞工程的安全，【方法】应用镜像法，通过权重分配考虑水库水头边界及远场水头边界双重影响，推导渗流场解析解，并建立有限元模型进行对比验证。【结果】结果显示，解析解所计算的渗流场水头函数精度满足工程计算要求，可为衬砌结构的初步设计提供理论依据。【结论】基于解析解的参数分析表明：隧洞衬砌外水压力随着隧洞与水库距离增大而减小，其关系曲线呈非线性，隧洞与水库距离越大曲线越平缓，洞线选择时宜尽量选取曲线相对平缓的区间；灌浆可有效减小衬砌外水压力，但随着灌浆质量及灌浆厚度的提升，其对衬砌外水压力的影响逐渐减小；相对而言，灌浆质量对减小衬砌外水压力的作用更为突出，当衬砌外水压力过大时，宜优先选择提高灌浆质量。