文 摘：本文用回歸分析法對xxx水庫隧洞現有觀(guān)測資料進(jìn)行了分析，并通過(guò)復核計算隧洞襯砌結構，驗證了隧洞存在的滲漏及其它有關(guān)問(wèn)題，得出了合理結論。 
關(guān)鍵詞：隧洞；回歸分析；滲漏 


1 工程概況 
xxx水庫位于壩址以上河道長(cháng)90.4km，控制流域面積1876km2，水庫總庫容1.13億m3，興利庫容0.71億m3，死庫容0.23億m3，是一座以防洪為主，結合灌溉、發(fā)電等綜合利用的大（2）型年調節水庫。水庫大壩原設計防洪標準為100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核，正常蓄水位836.6m，設計洪水位837.5m，校核洪水位840.3m。xxx水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、泄洪供水發(fā)電隧洞及水電站等建筑物組成。 
泄洪供水發(fā)電隧洞位于水庫右岸，內徑5m，洞長(cháng)550m，進(jìn)口底高程803.77m，出口底高程798.25m，設計泄量278m3/s，校核泄量293m3/s。隧洞洞身從砂頁(yè)巖組成的單斜巖層中穿過(guò)，巖層走向NE65°，傾向SE，傾角16°～17°，巖層傾向與隧洞軸線(xiàn)方向夾角23°，有三組高傾角張開(kāi)節理，有6條正斷層橫切洞身，斷層斷距0.5m～1m。隧洞上覆巖體厚度大部分在30m左右，在0 440以后巖體覆蓋層厚度減薄，最薄處僅10m左右。 
2隧洞存在的問(wèn)題 
洞身原設計170#鋼筋砼襯砌，厚50cm。砼澆筑采用6cm預制砼板作模板，邊、底拱為砼澆筑，部分砼采用人工震搗，頂拱為預埋骨料壓力灌漿。從隧洞多年來(lái)的運行情況看，漏水非常嚴重，雖經(jīng)多次灌漿處理，但效果不佳。1979年12月關(guān)閘停水期間進(jìn)洞檢查發(fā)現有20處漏水，1984年6月進(jìn)洞檢查發(fā)現裂縫24條，流水孔26個(gè)，木樁腐爛孔8個(gè)，全段均有漏水現象。另?yè)�水總“xxx水庫輸水隧洞施工總結” （1970年）中記載，對澆筑的砼28天齡期強度測定分析后，實(shí)際上砼標號只達到100#，又1965年對洞身0 480～0 530段加鋼筋噴砂漿加固時(shí)，在鑿除預制砼模板后發(fā)現邊拱砼不密實(shí)，有蜂窩麻面現象，其面積占這段邊拱總面積的14.5%，可見(jiàn)洞身襯砌質(zhì)量之低。 


3隧洞滲漏分析 
建庫以來(lái)，分別在不同時(shí)期，在水庫大壩右岸共埋設了49個(gè)滲流測壓管，到目前為止有30個(gè)測壓管正常觀(guān)測，其余報廢。 
對隧洞附近的右岸測壓管多年觀(guān)測資料進(jìn)行整理分析，得出部分測壓管水位過(guò)程曲線(xiàn)、庫水位～管水位相關(guān)曲線(xiàn)及管水位等水位圖。 
1）管水位過(guò)程分析 
考慮到1995年的庫水位相對較高，觀(guān)測資料也較全，故采用1995年的資料系列，對完好的觀(guān)測管繪制水位過(guò)程線(xiàn)，從測壓管水位過(guò)程線(xiàn)可以看出，除個(gè)別點(diǎn)靈敏度較差外，其余的管水位過(guò)程線(xiàn)都不同程度地反映了與庫水位的相關(guān)性，滯后時(shí)間較短，幾乎與庫水位同步升降�？紤]測壓管位置、埋設高程不同而滲徑不同，從而滲水壓力不同的因素后，管水位過(guò)程線(xiàn)說(shuō)明了隧洞有滲漏現象存在。 
2）回歸分析 
測壓管水頭的大小與庫水位、滲徑長(cháng)度、材料的滲透性等因素有關(guān)。本次回歸分析，不考慮時(shí)效、溫度等，對部分測壓管作管水位與庫水位的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系，即點(diǎn)繪h～H相關(guān)圖，按相關(guān)方程h=b×H a作直線(xiàn)相關(guān)，從中可以看出，除個(gè)別測管（右6、右補9、右21）外，相關(guān)性都較好。 
管水位與庫水位相關(guān)關(guān)系成果表 
表1 
由相關(guān)關(guān)系可得出水庫在正常高水位（836.6m）時(shí)，管水位預報值如表2。 
正常高水位時(shí)的管水位表 
表2 
觀(guān)測管 右2 右3 右16 右17 右18 右20 右23 右25 
管水位(m) 799.89 795.67 820.22 811.70 821.92 804.52 811.81 808.40 
正常高水位時(shí)的管水位表明，除右2、右3兩個(gè)觀(guān)測管外（此兩點(diǎn)在壩體范圍，距滑坡體較遠），其余管水位接近滑坡體滑動(dòng)底面高程范圍，對滑坡體穩定不利。 
3）測壓管等水位線(xiàn)分析 


對1993年（最高庫水位835.93m）和1995年（最高庫水位836.55m）兩年分別作了最高管水位等水位線(xiàn)圖。兩年的等水位線(xiàn)圖總趨勢是一致的，靠近洞身一側為高水位線(xiàn)，靠近壩體下游一側為低水位線(xiàn)，說(shuō)明滲水有由洞身流向壩體下游右側的趨勢，且在等水位線(xiàn)中部有兩個(gè)明顯的凹溝，這一點(diǎn)更證實(shí)了洞身存在明顯的滲漏點(diǎn)。 
4隧洞襯砌結構復核計算 
隧洞洞身為0 037～0 530m段，長(cháng)493m，內徑5m，襯砌厚度0.5m，隧洞底坡，0 037～0 440m段為1/110，0 037～0 440m段為1/45。 
1）原隧洞襯砌設計 
原隧洞洞身鋼筋砼襯砌按允許砼裂縫計算強度，再按不允許砼裂縫計算應力校核砼抗裂性，并要求抗裂安全系數大于1。隧洞內徑5m，襯砌厚度0.5m，鋼筋砼標號170#，巖石堅固系數f=3.5，彈性抗力系數K=6Mpa，洞身設計以主支洞交叉的0 411.1m處斷面作為計算標準斷面，按考慮彈性抗力和不考慮彈性抗力兩種情況計算，計算中，均勻內水壓力38.2m，溫度應力取相當于4.0m水頭的內水壓力，電站水錘壓力4.6m，回填灌漿壓力0.2Mpa。計算結果，配筋率均小于最小配筋率0.25%，砼最大拉應力為1.67Mpa，最小抗裂安全系數為1.012。 
2）隧洞襯砌復核計算 
依據現行《水工隧洞設計規范》(SD134—84)試行，結合本工程情況，隧洞襯砌可按限裂設計進(jìn)行復核計算。仍采用主支洞交叉的0 411.1m處斷面為標準斷面，計算荷載有：⑴內水壓力：正常蓄水位836.6m；⑵外水壓力：采用地下水位線(xiàn)以下的水柱高乘以相應的折減系數的方法，估算作用在襯砌外緣的地下水壓力，折減系數β取0～0.4，在與內水荷載組合時(shí)β取0，根據埋設的孔壓管觀(guān)測資料繪制的地下等水位線(xiàn)，在0 411.1m處地下水位為815m；⑶襯砌自重；⑷山巖壓力，圍巖力學(xué)指標同前；⑸灌漿壓力按0.2Mpa計；⑹電站水擊壓力，依據我院1986年1月編制的《xxx水庫加固改造工程初步設計報告》，取為8.92m。 
由于砼澆筑質(zhì)量差，本次復核計算中，砼標號按100#考慮，并計算考慮圍巖彈性抗力和不考慮圍巖彈性抗力兩種情況。 
經(jīng)復核計算，原襯砌內、外層配置5φ16～22的鋼筋滿(mǎn)足要求，其砼應力和裂縫寬度見(jiàn)表3。

 
隧洞襯砌砼應力及裂縫計算成果表 
表3 截 面 考慮圍巖彈性抗力 不考慮圍巖彈性抗力 砼未開(kāi)裂 砼開(kāi)裂 
σi（Mpa） σo（Mpa） fmax(mm) fmax(mm) 
φ=0 1.486 0.879 0.099 0.237 
φ=π/4 1.211 1.040 0.088 0.225 
φ=π/2 1.069 0.915 0.074 0.206 
φ=3π/4 1.064 0.919 0.065 0.201 
φ=π 1.329 0.639 0.063 0.199 
注：表中為σi砼內緣應力，σo為砼外緣應力，fmax為砼裂縫寬度。 
根據規范要求，100#砼允許拉應力為0.83Mpa，限裂設計時(shí)，最大計算裂縫寬度不應超過(guò)0.2～0.3mm，按隧洞所處的工作條件，上部山體有滑坡體，最大裂縫寬度的允許值可采用0.2mm。復核計算表明，砼不滿(mǎn)足抗裂要求，在考慮了圍巖彈性抗力情況下，最大裂縫寬度不超過(guò)0.2mm，但在不考慮圍巖彈性抗力情況下，最大裂縫寬度基本都超過(guò)0.2mm，考慮在樁號0 440.0m以后，上覆巖體厚度只有10m左右，且整個(gè)隧洞在砼澆筑時(shí)頂拱為預埋骨料，砼澆筑質(zhì)量差，存在薄弱部位，故以不考慮圍巖彈性抗力情況為宜。因此原鋼筋砼襯砌不滿(mǎn)足裂縫開(kāi)展寬度的要求。 
5結論 
1）從觀(guān)測資料分析中，證實(shí)洞身存在滲漏問(wèn)題。由于洞身滲漏問(wèn)題的存在，將影響到隧洞頂部的滑坡體穩定性，從而影響到隧洞本身的安全。 
2）洞身襯砌強度經(jīng)復核計算不滿(mǎn)足裂縫開(kāi)展寬度的要求，且襯砌砼頂拱預埋骨料壓力灌漿施工方法難以使砼密實(shí)，雖經(jīng)幾次處理，效果仍不明顯，這些是造成洞身防滲效果差的原因。 
3）洞身砼襯砌標號僅達100#，按同類(lèi)工程類(lèi)比，砼標號應達到250#才能滿(mǎn)足隧洞抗磨、抗蝕要求，說(shuō)明隧洞襯砌砼標號過(guò)低。 
4）隧洞最大泄量293m3/s，相應流速達到15m/s，屬高速水流，洞內存在露筋、蜂窩、麻面等問(wèn)題，將產(chǎn)生氣蝕破壞，影響隧洞的正常運行。