[发明专利]一种控制矿山法隧道二次衬砌水压力的方法

摘要

本发明公开一种控制矿山法隧道二次衬砌水压力的方法，通过以下三种方法之一或几种组合来控制矿山隧道二次衬砌水压力：一、通过控制地下水余量q来控制二次衬砌最大水压力；二、通过调整排水层的总面积A及其渗透系数k来控制二次衬砌水压力；三、通过改变堵塞段的长度L来控制二次衬砌最大水压力。本发明通过理论公式推导，得到了矿山法隧道排水盲管堵塞状态下，考虑地下水沿着衬砌背后排水层纵向流动引起水压力的重分布之后的二次衬砌背后水压力计算方法，然后根据衬砌背后水压力分布规律，提出了控制二次衬砌最大水压力的三种方法。

主权项

1.一种控制矿山法隧道二次衬砌水压力的方法，其特征在于：计算考虑纵向效应的二次衬砌水压力：假设隧道横向排水系统堵塞段沿着隧道纵向位于平直段，从堵塞段中点至堵塞段端点纵向长度为L，其两端点处的水压力为0，则堵塞段的中点部位水压力最高，取为P；假设堵塞段沿程地下水渗入量为q1，排水系统堵塞后的排水能力为q2，其中q2＜q1，地下水余量为q，q＝q1－q2，该地下水余量沿初期支护与衬砌结构之间的空间流动；隧道排水层的总面积为A，渗透系数为k；根据对称性，取堵塞段的一半进行分析，取一个微元体考虑，按达西渗流公式：x·q+q·dx＝‑A·k·dP/dx(1)，式(1)两边对x积分得到：引入边界条件，x＝0时，P＝P0；x＝L时，P＝0；则任一位置处的水压力为：堵塞段二次衬砌最大水压力位于堵塞段中点，最大水压力根据式(4)，通过以下三种方法之一或几种组合来控制矿山隧道二次衬砌水压力：一、当排水层的总面积及其渗透系数、堵塞段长度一定时，通过控制地下水余量q来控制二次衬砌最大水压力；二、当地下水余量q以及堵塞段长度L大小一定时，通过调整排水层的总面积A及其渗透系数k来控制二次衬砌水压力；三、当地下水余量q、衬砌背后排水层的总面积A及其渗透系数k均一定时，通过改变堵塞段的长度L来控制二次衬砌最大水压力。