穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究.pdf

第 42 卷第 9 期 水 力 发 电 学 报 Vol.42,No.9 2023 年 9 月 Journal of Hydroelectric Engineering Sept.2023 收稿日期：收稿日期：2023-04-17 接受日期：接受日期：2023-05-23 基金项目：基金项目：国家自然科学基金(51879207)作者简介：作者简介：王汉辉(1977),男,正高级工程师.E-mail: 通信作者：通信作者：苏凯(1977),男,教授.E-mail: 穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究 王汉辉1，陶 军2，张存慧1，苏 凯2,3,4（1.长江勘测规划设计研究有限责任公司，武汉 430010；2.武汉大学 水资源工程与调度全国重点实验室，武汉 430072；3.武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室，武汉 430072；4.海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室（武汉大学），武汉 430072）摘摘 要：要：近年来我国兴建的穿越城区引水隧洞工程中采用了一种新型组合衬砌结构，由外层管片、内层不透水钢管和两者之间的回填混凝土、排水板组成。运行期内水压力经回填混凝土向外传递，外层管片朝外变形，管片间接缝会张开，进而引发外水内渗问题。结合深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程，建立某典型洞段渗流分析的三维有限元计算模型，分析了多种外部条件下衬砌的外水内渗流量和外水压力。分析表明：完建期管片渗透系数每减小一个量级，隧洞渗流量降低约 90%，回填混凝土使隧洞渗流量降低 30%40%，注浆圈对隧洞渗流量影响较小。运行期接缝为主要渗漏通道，占总渗流量的 90%以上，此时注浆圈可以明显降低隧洞渗流量。隧洞渗流量的峰值出现在运行期，应作为隧洞外水内渗流量的控制条件。隧洞外水压力取值应以自密实混凝土回填后的完建期最大。关键词关键词：穿越城区输水隧洞；组合衬砌；外水内渗；注浆圈；渗流量；外水压力 中图分类号：中图分类号：TV672+.1 文献标识码：文献标识码：A DOI:10.11660/slfdxb.20230912 论文引用格式：论文引用格式：王汉辉,陶军,张存慧,等.穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究J.水力发电学报,2023,42(9):125-134.WANG Hanhui,TAO Jun,ZHANG Cunhui,et al.External water seepage into water conveyance tunnel across urban areas with composite lining structure J.Journal of Hydroelectric Engineering,2023,42(9):125-134.(in Chinese)External water seepage into water conveyance tunnel across urban areas with composite lining structure WANG Hanhui1,TAO Jun2,ZHANG Cunhui1,SU Kai2,3,4(1.Changjiang Institute of Survey,Planning,Design and Research,Wuhan 430010,China;2.State Key Laboratory of Water Resources Engineering and Management,Wuhan University,Wuhan 430072,China;3.Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering,Ministry of Education,Wuhan 430072,China;4.Hubei Key Laboratory of Water System Science for Sponge City Construction,Wuhan University,Wuhan 430072,China)Abstract:In recent years,a new type of composite lining has been adopted in the construction of diversion tunnels across urban areas in China.The joint of its outer segments may open under the internal water pressure transmitted by the back-filled self-compacting concrete,thereby causing a problem of external water seepage.In this paper,a three-dimensional finite element model for the seepage in a typical tunnel section is developed;the amount of seepage flow and the external water pressure of the lining under various external conditions are examined in a case study of the Luotian Reservoir to Tiegang Reservoir 126 水力发电学报 water conveyance tunnel project in Shenzhen.The results show that for the tunnel in the completion stage,its seepage flow decreases by about 90%if the seepage coefficient of the outer segments is decreased by one order of magnitude.Concrete backfilling reduces the seepage by 30%40%,and the grouting ring has little effect on the seepage.During operation,the lining joint is the main leakage channel,accounting for more than 90%of the total seepage;the grouting ring in this stage can reduce the seepage significantly.The peak seepage occurs in the operation stage,and it is thought to be a control condition of the tunnel seepage.The external water pressure determination should be based on the completion stage subsequent to the self-compacting concrete backfilling.Keywords:water conveyance tunnel across urban area;composite lining;external water seepage;grouting ring;seepage flow;external water pressure 0 引言引言 渗漏问题在水利工程领域广泛存在1-3，水工隧洞作为一种非常具有代表性的地下建筑物受到工程界的广泛关注。对于长距离引调水隧洞而言，当地下水位高于隧洞中心线高程，在施工开挖期必定会引发隧洞的外水内渗问题3，大量的渗水会导致地下水资源的流失和地下水位的下降，造成生态环境的恶化。隧洞外水内渗问题是隧洞设计领域的经典课题。最早国外的学者采用虚拟井法推导预测隧洞渗流量的解析公式4-5；后续学者对解析公式进行改进，拓展了其适用范围6-7；而基于复变函数法的地下水运动研究又将隧道衬砌渗流量的解析计算方法推向新高度8-10。但是，由于解析方法能考虑的因素有限，导致解析解与实测的渗流量有明显偏差，而数值模拟技术的发展，为研究隧洞开挖造成的地下水复杂的流动规律提供了更为有力的工具11-13。数值方法在地质模型正确的基础上，对任何复杂的地下水流动问题都能给出足够精确的解。早期的数值模拟研究聚焦于隧道恶劣的赋存环境，毕焕军等12通过数值法计算了裂隙岩体隧道涌水量；姬永红13采用有限元法计算了海底隧道的涌水量。随着盾构技术的推广应用，隧道管片衬砌的外水内渗问题逐渐受到关注。由于管片衬砌是由分块管片拼装而成，管片接头处局部的外水内渗问题十分突出14-15，许多学者采用有限元模型研究了隧道局部的外水内渗，目前主要有整体等效渗透系数法和局部等效渗透系数法两种方法，整体等效渗透系数法为衬砌整体定义一个渗透系数16-17或将衬砌分为几个部分分别定义渗透系数15,18，以不同程度地反映衬砌透水能力，局部等效渗透系数法在特定位置（如缝隙、裂缝、节理等）定义给定的渗透系数19。此外，Wu 等20采用一种自定义的一维渗流单元用于模拟盾构隧道的局部渗漏；谢家冲等21采用 cohesive 单元嵌入隧洞衬砌接缝位置，分析了局部水力交互下盾构隧道的渗流场和力学响应；周亚峰等22基于 ABAQUS 软件，采用整体等效渗透系数法考虑管片接缝的过流能力，开展了水工隧洞开挖、管片支护、充水运行到放空检修全过程周期的渗流动态演化研究。外水压力取值是隧洞衬砌结构合理设计的关键，目前主要有数值分析法、理论解析法及水工隧洞设计规范23推荐的折减系数法等，在各种外水压力计算方法中，数值分析法相较于其他方法，不用采用经验的、与渗流理论不符的外水压力折减系数和其他经验公式，能够高精度求解外水压力24-25。传统的水工隧洞极少穿越市政设施密集的区域，深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程（罗铁隧洞）是珠江三角洲水资源配置工程在深圳市的配套项目，输水隧洞穿越的深圳核心城市建成区，浅层空间市政设施多，地面建筑密集，地表众多河流、水库等水体，施工期和检修期排水难度大26-27。为尽量减小隧洞修建对沿线影响，给沿线市政建设预留足够的浅层地下空间，隧洞沿线大部分埋深在40 150 m 之间，地下水位临近地表。为满足穿越城区隧洞对地下水影响的严格要求，提出了隧洞全线渗流量不得超过 0.5 m3/(md)的控制标准。因此，为适应穿越城区输水隧洞对供水水质和地下水影响的严格要求，减小施工对沿线造成的影响，以及为抵抗较大的内外水压差，采用了一种新型组合衬砌结构，该结构内衬采用钢管，钢管和管片之间回填自密实混凝土的同时，为排泄降低外水压力，管片内侧上部铺设一定范围复合排水板，形成管片衬王汉辉，等：穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究 127 砌和钢内衬分别承担外部水土压力和内水压力的受力模式28-29。不同于传统的水工隧洞内外水交换问题，充水运行期的钢衬由于受内水压力作用，产生向外变形趋势，对管片衬砌产生挤压作用（自密实混凝土和排水板传力），导致管片衬砌在接缝处发生一定程度的张开30，而内部水体由于钢衬的阻隔不会外渗，这为外水内渗通道的打开创造了有利条件。针对这种新型组合衬砌结构，He 等30通过原位试验和数值模拟相结合的技术，研究了衬砌结构的力学性能；苏凯等31采用排水板 d/E 对罗铁隧洞新型组合衬砌的力学性能进行了优化；陆岸典等27为解决组合衬砌混凝土浇筑中易出现的脱空、浇筑不密实等难点，开展了高性能回填自密实混凝土材料的制备研究；苏凯等32分析了该衬砌结构中加劲式压力钢管的抗外压稳定性，并针对性地提出加劲式压力钢管临界外压简化计算公式。此外，还有涉及组合衬砌各构件之间界面力学性能的试验33，以及排水板弹模对衬砌整体力学性能影响等方面的研究34。然而，针对采用了这种新颖且复杂的衬砌结构的隧洞外水内渗研究，尚未见报道。本文立足深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程，采用局部等效渗透系数法模拟接缝，建立该输水隧洞工程典型洞段渗流的三维有限元计算模型，模拟了隧洞组合衬砌结构全过程周期内的外水内渗现象，分析了管片透水性、注浆圈深度等对隧洞外水内渗量以及隧洞外水压力的影响，研究成果可为同类组合衬砌隧洞外水内渗问题提供参考。1 管片衬砌接缝等效渗透模型管片衬砌接缝等效渗透模型 考虑运行期钢管充水后朝外变形，对管片衬砌产生一定挤压作用，导致管片衬砌在接缝处发生一定程度张开，此时完整管片衬砌的渗透系数恒定，考虑接缝张开影响，接缝处渗透系数发生变化，接缝处的渗透系数采用 Snow35提出的经典裂隙流立方定理，计算式为：212gK（1）式中：K 为缝隙的渗透系数，m/s；g 为重力加速度，取为 9.8 m/s2；为水的运动黏滞系数，取为1.3110-6 m2/s；为接缝的平均张开度，m。管片接缝处采用实体单元模拟，将接缝渗透系数等效到实体单元，等效原则为通过接缝的渗流流量和水力梯度相等22,36，经推导可得等效渗透系数的计算式为：3c12gK（2）式中：cK为接缝单元的等效渗透系数，m/s；为 接缝单元的厚度，本文取 0.02m。2 计算模型与计算方案计算模型与计算方案 2.1 工程背景与计算模型工程背景与计算模型 深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程采用TBM 施工，衬砌结构具体如图 1 所示，隧洞开挖洞径D=6.7 m，外衬为预制管片衬砌，管片采用“3+2+1”分块形式，包含一个封顶块（F），两个邻接块（L1、L2），三个标准块（B1、B2、B3），管片与围岩之间回填豆砾石并灌浆，内衬为钢管，钢管和管片之间回填自密实混凝土的同时，管片内侧上部铺设 240复合排水板。图图 1 罗铁隧洞组合衬砌结构罗铁隧洞组合衬砌结构 Fig.1 Composite lining structure of the tunnel 组合衬砌的外水内渗模式如图 2 所示。管片衬砌内部排水板铺设和自密实混凝土回填对外水内渗的影响通过在管片内表面设置相应边界条件模拟：（1）管片安装完毕后，及时进行豆砾石回填并注浆完成后，进行围岩固结注浆，随后隧洞进入自密实混凝土回填前的完建期，此时管片衬砌内表面 360全设置为透水边界。（2）隧洞内进行钢管内衬的拼装、焊接，施工完成后，在钢管内衬和管片衬砌之间回填自密实混凝土，随后隧洞进入自密实混凝土回填后的完建期，此时管片衬砌内表面上部 240范围与排水板128 水力发电学报 接触，下部 120与回填的自密实混凝土接触，水力边界条件发生了明显的变化，因此将管片衬砌内表面上部 240设为透水边界，即假定排水板不阻碍管片衬砌水的自由渗出，管片衬砌内表面下部 120则认为渗透通道不通畅，设置为不透水边界。（3）充水运行期，管片衬砌在接缝处发生一定程度的张开，此时仍保持自密实混凝土回填后的边界条件不变。（a）完建期 （b）运行期 图图 2 组合衬砌外水内渗模式组合衬砌外水内渗模式 Fig.2 External water seepage patterns of the composite lining 隧洞渗水量的计算根据隧洞轴线的纵剖面进行，计算洞段位于里程 DK11+950 到 DK12+700 之间，穿越断层 F1121，断层倾角约 49，走向与洞轴线约呈 30夹角，断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量的计算分别基于断面 1（桩号 DK12+320）和断面 2（桩号 DK12+500），详见图 3。计算模型中隧洞四周围岩取30倍开挖洞径25，顶部取至地表。计算时岩土体、豆砾石、管片衬砌和管片接缝均采用八节点孔压耦合实体单元模拟。计算模型总节点数为 91840 个，总单元数为 86799个，接缝编号依次为 J1 J6，三维渗流有限元计算模型如图 4 所示。渗流计算边界如下：模型顶面水流可以自由出入，底面没有流量进出计算区域，左右两侧根据地下水位线设为恒定水头，形成稳定的补给水源，设置前后端面为不透水边界（不考虑洞轴向远端地下水的补给）。2.2 计算方案计算方案 模型中将围岩、豆砾石和管片均视为透水介质，计算洞段岩土体的渗透系数取值如表 1 所示。高强度等级预制混凝土管片渗透系数较小，目前已有渗透系数达到 110-13 m/s 量级的管片投入使用，围岩固结注浆圈的渗透系数相对较大，可以达到110-7 m/s 量级37，灌浆豆砾石的渗透系数一般取为 110-8 m/s38。受施工条件限制，目前围岩注浆深度一般不超过 10 m。因此，设计管片衬砌渗透系数为 110-9 m/s（GP-1）、110-10 m/s（GP-2）、110-11 m/s（GP-3）三个计算方案，分别分析围岩 图图 3 隧洞外水内渗计算段纵剖面隧洞外水内渗计算段纵剖面 Fig.3 Longitudinal profile of the tunnel for seepage flow calculation 王汉辉，等：穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究 129 图图 4 有限元模型有限元模型 Fig.4 Finite element model 注浆深度为 0 m、5 m、7 m、9 m、10 m 五种情况下的隧洞入渗流量和外水压力。表表 1 岩土体渗透系数岩土体渗透系数 Table 1 Permeability coefficient of rocks and soils （单位：ms-1）残积含砾 黏土 粗粒黑云母二长花岗岩/(5K1)断层 F1121 全强风化 弱微风化 5.0010-6 1.6410-5 5.6910-7 1.5010-5 由于在接缝没有张开时，接缝单元渗透系数与衬砌的渗透系数相等，因此当采用式（2）计算接缝单元等效渗透系数，出现结果小于管片渗透系数时，则取用管片的渗透系数。各接缝的平均张开度及按照式（2）计算的各个接缝单元等效渗透系数如表 2 所示。表表 2 接缝单元等效渗透系数接缝单元等效渗透系数 Table 2 Equivalent permeability coefficients of joint elements 接缝编号 接缝平均开度/m 接缝单元等效渗透系数/(ms-1)J1 1.9810-5 2.4710-7 J2 2.3810-5 4.2910-7 J3 2.2510-5 3.6210-7 J4 5.4810-5 5.2310-6 J5 1.1810-4 5.2310-5 J6 1.9510-5 2.3610-7 3 隧洞外水内渗流量分析隧洞外水内渗流量分析 3.1 自密实混凝土回填前自密实混凝土回填前 如图5所示，当管片渗透系数为110-9 m/s时，断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量均超过控制标准 0.5 m3/(md)，围岩注浆深度对断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量均会产生明显影响，且随着围岩注浆深度增加，隧洞外水内渗流量减小逐渐趋缓。当管片渗透系数降至 110-10 m/s、110-11 m/s 时，断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量有明显降低，可以满足控制标准的要求，此时增加围岩注浆深度对外水内渗量的影响不显著。综合以上分析可以看出，管片渗透特性对隧洞渗流量的影响十分明显：当管片渗透系数低于 1 10-10 m/s 时，仅通过增加固结注浆厚度以减少隧洞渗流量效果不明显，也是不必要的。（a）断层洞段 130 水力发电学报 （b）花岗岩洞段 图图 5 自密实混凝土回填前渗流量自密实混凝土回填前渗流量 Fig.5 Seepage flows before self-compacting concrete back-filling 3.2 自密实混凝土回填后自密实混凝土回填后 由图6可知：当管片渗透系数为110-9 m/s时，断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量均降到 0.5 m3/(md)以下，围岩注浆深度对断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量均产生明显影响，且随着围岩注浆深度增加，隧洞外水内渗流量减小逐渐趋缓。当管片渗透系数降至 110-10 m/s、110-11 m/s 时，隧洞渗流量基本不随围岩注浆深度变化，且满足控制标准的要求。随管片透水能力的减小，断层洞段和花岗岩洞段单位管长渗流量下降明显，管片渗透系数每减小一个量级，隧洞渗漏量约减小 90%。此外，与自密实混凝土回填前相比，各方案单位管长渗流量减少了 30%40%。（a）断层洞段 （b）花岗岩洞段 图图 6 自密实混凝土回填后渗流量自密实混凝土回填后渗流量 Fig.6 Seepage flows after self-compacting concrete back-filling 3.3 充水运行期充水运行期 如图7所示，当管片渗透系数为110-9 m/s时，断层洞段和花岗岩洞段的单位管长渗流量均超过控制标准 0.5 m3/(md)，与自密实混凝土回填后的完建期相比，5 m 围岩注浆深度条件下，因接缝张开造成花岗岩洞段和断层洞段内渗流量分别增加0.341 m3/(md)、0.409 m3/(md)，分别占总渗流量的46.1%、47.7%；当管片渗透系数为 110-10 m/s 时，断层洞段单位管长渗流量仍位于控制标准之上，当围岩注浆深度达到 3 m 后，花岗岩洞段单位管长 （a）方案 GP-1 （b）方案 GP-2 （c）方案 GP-3 图图 7 运行期渗流量运行期渗流量 Fig.7 Seepage flows in operation period 王汉辉，等：穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究 131 渗流量降到控制标准 0.5 m3/(md)以下，与自密实混凝土回填后的完建期相比，5 m 围岩注浆深度条件下，花岗岩洞段和断层洞段的流量分别为 0.471 m3/(md)、0.538 m3/(md)，因接缝张开造成花岗岩洞段和断层洞段分别增加了 0.425 m3/(md)、0.488 m3/(md)，分别占总渗流量的 90.2%、90.7%；管片渗透系数为 110-11 m/s 时，围岩注浆深度达到 5 m后，断层洞段单位管长渗流量降至控制标准之下，花岗岩洞段无需注浆单位管长渗流量即满足要求，与自密实混凝土回填后的完建期相比，采用 5 m 围岩注浆深度，接缝张开造成花岗岩洞段和断层洞段外水内渗流量分别增加 0.435 m3/(md)、0.498 m3/(md)，分别占总渗流量的 98.9%、99.1%。三个管片渗透等级方案中，注浆圈深度对运行期花岗岩洞段和断层洞段单位管长渗流量均有相对明显的降低效果。隧洞外水内渗流量的峰值出现在运行期（接缝张开导致），运行期隧洞单位管长渗流量为渗流量的控制条件。4 隧洞沿线外水压力分析隧洞沿线外水压力分析 4.1 自密实混凝土回填前自密实混凝土回填前 由于管片衬砌为透水介质，完建期隧洞洞顶沿线的孔压值较该位置的天然初始孔压均有所降低，如图 8 所示。管片透水能力越弱，外水压力降低的幅度越小，当管片渗透系数较小时（110-10 m/s），注浆深度降低外水压力的作用不明显，因此针对低渗透性的管片衬砌，不宜采用围岩注浆降低外水压力。当管片渗透系数低于 110-10 m/s 时不应再考虑外水压力的折减，即以全水头作为外水压的设计荷载（见表 3）。（a）方案 GP-1 （b）方案 GP-2 （c）方案 GP-3 图图 8 自密实混凝土回填前隧洞洞顶沿线外水压自密实混凝土回填前隧洞洞顶沿线外水压 Fig.8 External water pressure at tunnel roof before self-compacting concrete back-filling 表表 3 自密实混凝土回填前外水压力折减系数自密实混凝土回填前外水压力折减系数 Table 3 Discount coefficient of external water pressure before self-compacting concrete back-filling 注浆圈深度/m 洞段 GP-1 GP-2GP-3注浆圈深度/m 洞段 GP-1 GP-2GP-30 花岗岩洞段0.898 0.9890.9997 花岗岩洞段 0.828 0.9800.998断层洞段 0.949 0.9950.999断层洞段 0.856 0.9830.9985 花岗岩洞段0.841 0.9820.99810 花岗岩洞段 0.814 0.9780.998断层洞段 0.873 0.9860.998断层洞段 0.838 0.9810.998 4.2 自密实混凝土回填后自密实混凝土回填后 计算洞段沿线管片衬砌顶部外水压力如图 9所示。当管片渗透系数较小时（110-10 m/s），注浆圈深度降低外水压力的作用不明显。由于完建期自密实混凝土的回填堵塞了部分渗透通道（管片下部 120范围），因此与自密实混凝土回填前相比，隧洞沿线外水压力稍有上升，外水压力折减系数较 自密实混凝土回填前略有增大（见表 4）。4.3 充水运行期充水运行期 充水运行期管片接缝张开使其成为外水内渗的主要通道。如图 10 所示，隧洞沿线洞顶外水压力受管片透水能力的影响较完建期小，但受注浆圈深度影响则十分明显。断层洞段地下水位较断层两侧低，受两侧水源补给，因此在管片渗透系数小于132 水力发电学报 等于 110-10 m/s 时，该位置外水压力稍高于初始水压力。外水内渗导致运行期隧洞外水压力折减系数（见表 5）较完建期整体降低，于隧洞衬砌结构受力而言是偏安全的因素。（a）方案 GP-1 （b）方案 GP-2 （c）方案 GP-3 图图 9 自密实混凝土回填后隧洞洞顶沿线外水压自密实混凝土回填后隧洞洞顶沿线外水压 Fig.9 External water pressure at tunnel roof after self-compacting concrete back-filling 表表 4 自密实混凝土回填后外水压力折减系数自密实混凝土回填后外水压力折减系数 Table 4 Discount coefficient of external water pressure after self-compacting concrete back-filling 注浆圈深度/m 洞段 GP-1 GP-2GP-3注浆圈深度/m 洞段 GP-1 GP-2GP-30 花岗岩洞段0.927 0.9920.9997 花岗岩洞段 0.876 0.9860.999断层洞段 0.962 0.9960.999断层洞段 0.897 0.9880.9995 花岗岩洞段0.885 0.9870.99910 花岗岩洞段 0.866 0.9850.999断层洞段 0.908 0.9900.999断层洞段 0.883 0.9870.999（a）方案 GP-1 （b）方案 GP-2 （c）方案 GP-3 图图 10 运行期隧洞洞顶沿线外水压运行期隧洞洞顶沿线外水压 Fig.10 External water pressure at tunnel roof in operation period 表表 5 运行期外水压力折减系数运行期外水压力折减系数 Table 5 Discount coefficient of external water pressure for operation period 注浆圈厚度/m 洞段 GP-1 GP-2GP-3注浆圈厚度/m 洞段 GP-1 GP-2GP-30 花岗岩洞段0.880 0.9390.9457 花岗岩洞段 0.791 0.8750.885断层洞段 0.951 0.9850.989断层洞段 0.825 0.8990.9075 花岗岩洞段0.806 0.8860.89510 花岗岩洞段 0.774 0.8630.874断层洞段 0.845 0.9120.920断层洞段 0.802 0.8830.892 王汉辉，等：穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究 133 5 结论结论 基于深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程，建立典型洞段渗流的三维有限元计算模型，模拟了穿越城区输水隧洞组合衬砌的外水内渗，分析了多种外部条件对隧洞外水内渗量和外水压力的影响，主要得到如下结论：（1）完建期回填自密实混凝土使隧洞单位管长渗流量降低约 30%40%；完建期降低管片透水能力对减小隧洞单位管长渗流量效果明显，管片渗透系数每减小一个量级，隧洞单位管长渗流量降低约 90%。运行期接缝张开造成隧洞单位管长渗流量显著增加，且管片渗透系数越小，接缝渗流量占比越大，管片渗透系数为 110-10 m/s 时，接缝成为主要渗漏通道（约占总渗流量的 90%）。（2）完建期管片透水能力弱时，注浆圈深度对隧洞渗流量基本无影响。管片透水性较强时，增加注浆圈深度可以有效降低隧洞单位管长渗流量。运行期注浆圈降低隧洞渗流量的作用受管片透水能力影响相对较小，隧洞内渗流量的峰值出现在运行期，运行期隧洞单位管长渗流量为隧洞外水内渗量的控制条件。（3）完建期管片透水能力弱时，注浆深度对外水压力基本无影响。管片透水能力较强时，增加注浆圈深度可以有效降低隧洞周围的外水压力。运行期注浆圈深度降低隧洞外水压力的作用受管片透水能力影响相对较小，隧洞外水压力取值应以自密实混凝土回填后的完建期最大。参考文献（参考文献（References）1 REN J,SHEN Z Z,YANG J,et al.Back analysis of the 3D seepage problem and its engineering applications J.Environmental Earth Sciences,2016,75(2):1-8.2 许增光,李海洋,柴军瑞,等.堤坝内集中渗漏通道与周围介质水量交换研究J.水力发电学报,2023,42(7):12-23.XU Zengguang,LI Haiyang,CHAI Junrui,et al.Study on water exchange between concentrated leakage passage and its surrounding media in dams J.Journal of Hydroelectric Engineering,2023,42(7):12-23.(in Chinese)3 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