隧洞外水壓力物理模型試驗(yàn)研究

平 揚(yáng)， 蔣志堅(jiān)， 闕相成， 謝興華， 朱珍德

（1.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，廣東深圳 518001；2.河海大學(xué)巖土力學(xué)與堤壩工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省巖土工程技術(shù)工程研究中心，南京 210098；3.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210029）

隨著“一帶一路”政策的推行，西部地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)、交通工程項(xiàng)目紛至沓來，而深埋隧洞的高水壓及突、涌水則成為亟待解決的問題［1］. 為了確定深埋隧洞外水壓力值，國內(nèi)外眾多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究［2-8］. 相較于對參數(shù)設(shè)置存在較大依賴性的數(shù)值分析方法及難以解決復(fù)雜形狀隧洞問題的理論解析法，采用物理模型試驗(yàn)真實(shí)設(shè)置模擬是研究深埋隧洞襯砌外水壓力的一種有效手段［9］.

崔巖等［10］采用中砂和黏土作為模型材料，探討了隧洞襯砌所受外水壓力值與材料之間的關(guān)系，并指出對淺埋隧洞不設(shè)排水措施，隧洞襯砌處外水壓力是不能折減的. 吳金剛等［11］通過模型試驗(yàn)，研究了雙場耦合條件下水壓力分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)受力特征，分析了注漿圈的排水減壓作用，對有、無無紡布時(shí)隧道滲流場的分布規(guī)律進(jìn)行了對比，并得到襯砌結(jié)構(gòu)在耦合場作用下的變形特征. 蔣雅君等［12］開展了隧道滲漏試驗(yàn)，考慮地下水在巖層滲流過程中的能量關(guān)系，對影響襯砌外水壓力的相關(guān)因素進(jìn)行了探討，提出了降低排水型隧道承受滲流水壓的“分布折減”思路. 宋凱等［13］以銅鑼山隧道為模擬對象，同樣采取了靜力物理模擬法模擬了在具有不同滲透性的圍巖、不同注漿圈厚度和不同排水流量大小的條件下，隧道襯砌外水壓力的變化規(guī)律.

本文開展了滲流物理模型試驗(yàn)，以“引大濟(jì)湟”深埋隧洞工程為依托，分析了復(fù)雜巖層及不同排水條件下外水壓力大小及圍巖滲流場分布規(guī)律的變化. 對比分析了物理模型試驗(yàn)值、地勘規(guī)范估算值及經(jīng)驗(yàn)取值區(qū)間三者之間的差異.

1 隧洞外水壓力物理模型試驗(yàn)

1.1 引大濟(jì)湟深埋引水隧洞工程地質(zhì)條件

“引大濟(jì)湟”調(diào)水總干渠工程位于青海省門源縣和大通縣境內(nèi)，該工程擬將水資源豐富的大通河水引入湟水流域，從而解決湟水河流域地區(qū)的水資源短缺問題［14］. 引水隧洞長24.166 km，隧洞進(jìn)口高程2 956.00 m，出口高程2 943.43 m，隧洞軸線地面高程2 943.00～4 050.00 m，隧洞最大埋深1 028.00 m，平均埋深約480 m，為深埋長隧洞［15-17］.

“引大濟(jì)湟”輸水隧洞按圍巖巖性組成、巖體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、地下水等水文工程地質(zhì)條件的差異按進(jìn)口至出口順序共分為30個(gè)工程地質(zhì)段［18］. 門源中生代地槽期后沉積蓋層區(qū)（第一段～第十八段），隧洞圍巖以Ⅳ～Ⅴ類圍巖為主，少數(shù)屬于Ⅲ類［19］；從第十九段～第三十段，以Ⅱ～Ⅲ類圍巖為主，少數(shù)為Ⅳ、Ⅴ類圍巖［20］. 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在長24 166 m的隧洞中，Ⅱ類圍巖洞室長7 241.4 m，占隧洞總長的30%；Ⅲ類圍巖長5 972.3 m，占隧洞總長的24.7%；Ⅳ、Ⅴ類圍巖長10 952.3 m，占隧洞總長的45.3%［21-22］.

其中第一工程地質(zhì)段為本文研究重點(diǎn)，該段隧洞圍巖穩(wěn)定性較差，除巖體較破碎、巖石強(qiáng)度低外，還受地下水影響［23］. 表1為第一段地質(zhì)水文參數(shù)表.

表1 地質(zhì)水文參數(shù)表Tab.1 Geological and hydrological parameter table

1.2 室內(nèi)物理模型的簡化

選取“引大濟(jì)湟”輸水隧洞第一工程段樁號K0+786～K0+826城門洞型隧洞為模型試驗(yàn)段，隧洞整體尺寸為10 m（寬）×13 m（高）×40 m（長），根據(jù)模型試驗(yàn)的目的，主要考慮圍巖巖層分布、隧洞、襯砌結(jié)構(gòu)、排水孔等.試驗(yàn)?zāi)M隧洞周邊范圍內(nèi)的圍巖，施加定水頭控制水位，研究隧洞襯砌外水壓力及圍巖滲流場分布規(guī)律.

為使模型中的滲流運(yùn)動(dòng)完全復(fù)演原型隧洞的滲流流態(tài)，模型必須符合相似準(zhǔn)則. 由圣維南原理可知，模型尺寸選取越大，邊界離模型隧洞越遠(yuǎn)，相應(yīng)的邊界條件對圍巖滲流場和外水壓力大小的影響越小，模型分析結(jié)果就越準(zhǔn)確. 綜合考慮砂槽模型開挖模型材料以及量測儀器布置方便等因素，模擬隧洞周邊圍巖范圍取4倍洞徑以上，并進(jìn)行軸對稱布置. 同時(shí)考慮模型隧洞開挖方便、采集數(shù)據(jù)裝置方便以及物理模型試驗(yàn)精度要求等，本次試驗(yàn)選擇模型幾何比尺100，其余各指標(biāo)的相似率如表2所示.

表2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗨坡蔜ab.2 Similarity rate of test model

當(dāng)研究復(fù)雜巖層及不同排水條件所引起的上覆巖層滲流過程時(shí)，深埋隧洞外水壓力折減系數(shù)無量綱，其相似比為1，模型試驗(yàn)和原型的無量綱數(shù)值相一致.

室內(nèi)物理模型為自主研發(fā)的滲流砂槽試驗(yàn)裝置，可以模擬隧洞開挖到穩(wěn)定滲流后圍巖滲流變化和隧洞外水壓力不同測點(diǎn)分布，其主要由砂槽、隧洞、測壓管、定水頭給水排水溢流箱等組成，滲流砂槽物理模型結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示.

圖1 物理模型結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structural sketch of physical model

砂槽主體框架的四個(gè)側(cè)面和底面分別采用10 mm厚PVC有機(jī)玻璃板以及15 mm厚高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行夾合加固封閉，頂部與大氣相同，箱體尺度規(guī)格為2 m（長）×0.4 m（寬）×1.2 m（高）. 模型砂槽通過設(shè)置水泵于兩側(cè)控制水位，以此來保證試驗(yàn)時(shí)箱體內(nèi)水位的穩(wěn)定，同時(shí)所填筑的模型材料在水位以下，圖2（a）所示為砂槽示意圖.

隧洞位于主體模型底部中間位置，呈現(xiàn)城門洞型斷面，根據(jù)幾何比尺，隧洞模型整體尺寸為城門洞上半部分圓弧半徑5 cm，隧洞高13 cm，長度40 cm，隧洞剖面如圖2（b）.

砂槽背面分別在距隧洞底板深度0.3、0.5、0.7、0.9 m 處設(shè)計(jì)4 排測壓管，每排50 根，并通過紫銅軟管連接. 為了方便觀測以及記錄數(shù)據(jù)，如圖2（c），容器兩側(cè)前后視面等高放置4塊排架白板（1.5 m×1 m）.

為了控制試驗(yàn)水頭高度，真實(shí)還原飽和土下隧洞圍巖的飽和狀態(tài)，如圖2（d），砂槽兩側(cè)設(shè)有定水頭溢流箱，通過水管連接到砂槽兩側(cè)進(jìn)水槽.

模型圍巖材料的選取考慮圍巖滲流問題，用等效連續(xù)介質(zhì)選取滲透系數(shù)相似的材料代替圍巖. 運(yùn)用TST-70型、南55型滲透儀分別測定了所選用滲透系數(shù)相差兩個(gè)數(shù)量級的粉土及黏性土的滲透系數(shù)及干密度，并開展了常水頭和變水頭滲透實(shí)驗(yàn). 最終選擇滲透系數(shù)6.532×10-6m/s的粉土；滲透系數(shù)8.816×10-8m/s的黏土來模擬均質(zhì)圍巖及不均勻巖層中的強(qiáng)隔水層.

圖2 模型各部位結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structural sketch of each part of the model

1.3 外水壓力模型試驗(yàn)

為監(jiān)測隧洞開挖后至滲流穩(wěn)定圍巖滲流場的變化過程及襯砌外水壓力大小和分布，按圖3沿隧洞頂拱30°輻向設(shè)置4個(gè)排水孔，隧洞襯砌頂內(nèi)實(shí)際埋設(shè)9個(gè)監(jiān)測斷面，編號從P1到P9，并按圖4所示在模型砂槽距隧洞底板0.3、0.5、0.7、0.9 m設(shè)置四排測壓管編號A到D，從左到右設(shè)置50根測壓管編號01到50，從而實(shí)時(shí)觀察滲流過程中圍巖各點(diǎn)處壓力水頭和滲流場的變化. 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用HIKVISION 監(jiān)控系統(tǒng)DS-IPCB12-1監(jiān)控?cái)z像頭.

圖3 隧洞測點(diǎn)布置示意圖Fig.3 Layout of measuring points in tunnel

圖4 砂槽測點(diǎn)布置示意圖Fig.4 Layout of measuring points in sand trough

為簡化試驗(yàn)條件，本試驗(yàn)主要考慮排水孔個(gè)數(shù)、排水流量、隔水層角度與襯砌外水壓力大小之間的關(guān)系，通過考慮以上不同因素將物理模型試驗(yàn)分為表3所示的9種工況.

表3 模型試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)Tab.3 Design of model test conditions

試驗(yàn)開始前將砂槽有機(jī)玻璃模型、隧洞、測壓管排架等結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝安裝，并采用分層等密度控制夯筑法將模型材料填筑至模型中，其中粉土控制密度ρn=1.89 g/cm3. 封堵隧洞排水孔，打開水泵從兩側(cè)向砂槽內(nèi)持續(xù)供水，定水頭水箱控制水頭高度，每隔2 h對每根測壓管進(jìn)行排氣. 當(dāng)觀察到排架上每根測壓管水頭高度與控制水頭高度一致，砂槽內(nèi)土體充分飽和. 根據(jù)不同工況要求設(shè)置排水孔數(shù)量，開始排水后每隔1 h記錄測壓管監(jiān)測畫面及隧洞襯砌處9個(gè)測點(diǎn)的水頭高度，同時(shí)接取單位時(shí)間排水流量. 當(dāng)排架上測壓管水頭穩(wěn)定后，記錄排架測壓管水頭、襯砌處測點(diǎn)水頭單位排水流量等數(shù)據(jù).

2 外水壓力模型試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 圍巖滲流場變化規(guī)律

在初始圍巖飽和狀態(tài)到滲流穩(wěn)定全過程，分別記錄了9種工況下模型隧洞頂拱軸線A25、B25、C25、D25測點(diǎn)的20 組壓力水頭數(shù)據(jù)，圖5 為9 種工況下各測點(diǎn)的壓力水頭-時(shí)間曲線. 其中，圖5（a）、（b）、（c）分別對應(yīng)均質(zhì)巖層三種排水條件的工況；圖5（d）、（e）、（f）分別對應(yīng)巖層存在水平隔水層三種排水條件的工況；圖5（g）、（h）、（i）分別對應(yīng)巖層存在斜隔水層三種排水條件的工況. 通過對不同巖層分布和不同排水條件下各工況試驗(yàn)歷時(shí)曲線的系統(tǒng)分析，可得出如下結(jié)論：

1）對于同一種巖層分布下同一測點(diǎn)在不同排水條件下，設(shè)置排水孔會(huì)引起圍巖地下水位的下降，各測點(diǎn)的壓力水頭大小呈現(xiàn)反比例函數(shù)變化趨勢，降幅不斷變小并最終趨于穩(wěn)定值，而不設(shè)置排水時(shí)，隧洞襯砌滲透系數(shù)極小，相當(dāng)于全封堵模式，圍巖滲流場始終保持初始狀態(tài).

2）對于設(shè)置隔水層的工況，可以看出在隔水層以上測點(diǎn)A25、B25的壓力水頭幾乎不發(fā)生變化，而隔水層以下測點(diǎn)C25、D25的壓力水頭存在下降趨勢，說明隧洞上覆巖層中的隔水層在滲流方向上分擔(dān)了一部分壓力水頭，同時(shí)減輕了地下水位下滲對隧洞的影響.

3）對于均質(zhì)巖層不同排水條件下，壓力水頭大小隨深度增加而增加. 而設(shè)置隔水層時(shí)，隔水層以下測點(diǎn)壓力水頭明顯小于測點(diǎn)A25、B25壓力水頭，且工況4、5、7、8中C25測點(diǎn)壓力水頭小于0，由于圍巖存在強(qiáng)隔水層，隔斷了地下水下滲，隔水層以下出現(xiàn)低壓區(qū).

圖5 模型各測點(diǎn)壓力水頭歷時(shí)曲線Fig.5 Pressure head diachronic curves at various measuring points in the model

2.2 圍巖滲流場穩(wěn)態(tài)分布

當(dāng)圍巖滲流趨于穩(wěn)定后，對模型內(nèi)200個(gè)不同位置測點(diǎn)處的壓力水頭大小進(jìn)行Sufer差值擬合處理，圖6為不同工況下圍巖滲流場穩(wěn)態(tài)分布.

1）對比工況1、工況2發(fā)現(xiàn)，均質(zhì)巖層分布的相同水頭邊界條件下，地下水位形成了明顯的下降，工況1較工況2地下水位最低點(diǎn)降低0.08 m，這是由于隧洞排水流量大小影響圍巖滲流場，排水流量越大，浸潤線越低. 對于隧洞僅設(shè)置排水時(shí)所形成的水力漏斗會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生諸多不利影響.

2）由工況4、工況5可看出，圍巖存在水平隔水層時(shí)，圍巖深度在0.4 m到0.55 m范圍內(nèi)，即隔水層以下部分均產(chǎn)生了低壓空腔，空腔附近圍巖壓力水頭呈包絡(luò)分布，驗(yàn)證了上文提到的隧洞上覆巖層為非均質(zhì)復(fù)雜巖層時(shí)，強(qiáng)隔水層對地下水下滲的阻隔作用. 對比兩種工況發(fā)現(xiàn)，巖層存在水平隔水層較均質(zhì)巖層條件隧洞附近壓力水頭有較大降低.

3）工況7、工況8在圍巖深度0.3 m到0.55 m處同樣存在低壓空腔，值得一提的是，由于斜隔水層是從左下向右上20°方向設(shè)置的，隔水層下方圍巖壓力水頭等值線較水平隔水層存在整體向右偏移的趨勢，且低壓最低點(diǎn)不在隧洞軸線上，分別向右偏移了0.21 m和0.19 m，這說明隔水層的角度同樣影響著圍巖滲流場分布規(guī)律，斜隔水層會(huì)使地下水位最低點(diǎn)的位置發(fā)生水平方向移動(dòng).

4）觀察工況3、工況6、工況9 可發(fā)現(xiàn)，其與原有初始滲流場基本一致，滲流場等值線沿圍巖深度均勻分布.

2.3 隧洞外水壓力水頭分布

將所記錄的隧洞處9個(gè)測點(diǎn)的襯砌外水壓力水頭在相同巖層分布下不同排水流量的外水壓力水頭分布圖，如圖7所示.

圖7 隧洞襯砌外水壓力水頭分布圖Fig.7 Distribution of external water pressure head of tunnel lining

1）工況3、工況6及工況9中隧洞不設(shè)排水，處于封堵狀態(tài). 當(dāng)隧洞不排水時(shí)，襯砌外水壓力水頭并沒有有效地降低，襯砌外水壓力水頭相對較高，且沿著隧洞測點(diǎn)水平方向呈先減小后增大的趨勢. 而設(shè)置排水情況下，由于測點(diǎn)P2、P4、P6、P8處布置在排水孔位置，所以外水壓力水頭值為0，相鄰排水孔之間壓力水頭值呈拋物線趨勢. 由于地下水位到該測點(diǎn)位置深度不同，頂拱、拱腰及邊墻處測點(diǎn)的外水壓力水頭分布也不相同，其中頂拱位置壓力水頭最小，而邊墻處壓力水頭最大.

2）均質(zhì)巖層條件下，工況3外水壓力水頭最大值為1.02 m，位于左右邊墻處，而工況1邊墻處外水壓力水頭為0.252 m，相較之下降低了75.29%. 這說明了排水孔的設(shè)置可有效發(fā)揮排水降壓作用，大幅減小襯砌上的外水壓力. 工況2襯砌外水壓力水頭為0.231 m，較工況3降低了69.59%，由此可見，在相同巖層分布和水頭邊界條件下，排水流量越大，襯砌外水壓力水頭值越小.

3）巖層存在水平隔水層和斜隔水層時(shí)存在相同規(guī)律，排水流量和襯砌外水壓力水頭值呈負(fù)相關(guān). 值得一提的是，巖層存在斜隔水層時(shí)，襯砌外水壓力水頭不再呈軸對稱分布，最小外水壓力水頭在右拱腰0.050 m處，較左拱腰外水壓力水頭0.054 m降低了7.41%，左邊墻外水壓力水頭0.124 m，右邊墻外水壓力水頭0.112 m，降幅為9.68%，而頂拱壓力水頭為0.051 m. 由此說明，斜隔水層不僅使地下水位最低點(diǎn)向右偏移，同樣隧洞處外水壓力水頭分布也發(fā)生了變化.

將排水流量大小同為0.536 m3/s的三種工況的襯砌外水壓力水頭結(jié)果進(jìn)行對比，圖8為不同上覆巖層結(jié)構(gòu)的外水壓力水頭分布圖.

在排水條件相同的條件下，均質(zhì)層頂拱、拱腰、邊墻處的外水壓力水頭值均比巖層存在水平隔水層和斜隔水層的外水壓力水頭大. 最大差值出現(xiàn)在頂拱處，相差51.89%，而后兩者的測點(diǎn)外水壓力水頭之間相差無幾.這是由于對于不同巖層分布條件，平均圍巖滲透系數(shù)與強(qiáng)隔水層厚度以及其滲透系數(shù)有關(guān)，在本試驗(yàn)中水平隔水層和斜隔水層的填筑厚度均為10 cm，較均質(zhì)巖層小兩個(gè)數(shù)量級，導(dǎo)致了平均圍巖滲透系數(shù)的降低. 而圍巖滲透系數(shù)與襯砌外水壓力正相關(guān)，因此復(fù)雜巖層分布下的隧洞襯砌外水壓力水頭低于均質(zhì)巖層的外水壓力水頭.

圖8 不同巖層結(jié)構(gòu)下隧洞襯砌外水壓力水頭分布Fig.8 Distribution of external water pressure head of tunnel lining under different rock structures

2.4 隧洞外水壓力確定方法對比分析

引入外水壓力折減系數(shù)β，對比分析物理模型試驗(yàn)值、地勘規(guī)范估算值及宋岳的經(jīng)驗(yàn)取值區(qū)間三者之間差異.

選取試驗(yàn)隧洞處各測點(diǎn)壓力水頭與地下水位到隧洞中心壓力水頭的比值作為外水壓力折減系數(shù)物理模型試驗(yàn)值βt. 根據(jù)規(guī)范把地下水位最低點(diǎn)水頭與地下水位到隧洞位置高程的水柱高之比作為外水壓力折減系數(shù)βc［24］. 根據(jù)宋岳［25］提出的巖體不同滲透性等級下襯砌外水壓力折減系數(shù)βc的經(jīng)驗(yàn)區(qū)間，均質(zhì)巖層圍巖滲透系數(shù)kr=6.53×10-6m/s，屬于弱高滲透區(qū)，外水壓力折減系數(shù)經(jīng)驗(yàn)區(qū)間在0.2≤βc＜0.4，由模型參數(shù)計(jì)算巖層存在隔水層平均圍巖滲透系數(shù)ky=8.51×10-7m/s，屬于微弱常滲透區(qū)，外水壓力折減系數(shù)經(jīng)驗(yàn)區(qū)間在0.1≤βe＜0.2. 不同工況下外水壓力折減系數(shù)模型試驗(yàn)值βt、地勘規(guī)范估算值βe及宋岳折減系數(shù)經(jīng)驗(yàn)區(qū)間計(jì)算結(jié)果如表4.

表4 不同工況下隧洞外水壓力折減系數(shù)Tab.4 Reduction coefficient of external water pressure of tunnel under different working conditions

結(jié)果表明，隧洞不設(shè)置排水時(shí)，襯砌外所受外水壓力未得到有效降低，計(jì)算所得外水壓力折減系數(shù)模型試驗(yàn)值βt偏大，與經(jīng)驗(yàn)區(qū)間偏差較大. 對于均質(zhì)巖層排水孔自由出水時(shí)，襯砌外水壓力折減系數(shù)最大降低76.97%，說明排水孔的設(shè)置可有效發(fā)揮排水降壓功能，大幅減小作用于襯砌上的外水壓力. 對于巖層存在水平隔水層的復(fù)雜圍巖，模型試驗(yàn)值βt較均質(zhì)巖層最大降低48.25%，說明在上覆巖層中設(shè)置隔水帶會(huì)降低隧洞襯砌所受的外水壓力.

將三種隧洞外水壓力確定方法進(jìn)行對比分析，如圖9所示. 可以看出，外水壓力折減系數(shù)模型試驗(yàn)值βt基本滿足經(jīng)驗(yàn)折減系數(shù)區(qū)間，具有作為襯砌外水壓力確認(rèn)方法的可行性. 而地勘規(guī)范估算的外水壓力折減系數(shù)較模型試驗(yàn)值有所保守，在均質(zhì)巖層分布條件下，βe超過了經(jīng)驗(yàn)取值區(qū)間最大值51.52%，而在巖層存在隔水層時(shí)，βe降低了很多，特別是在巖層存在斜隔水層時(shí)，其取值滿足經(jīng)驗(yàn)取值范圍. 究其原因在于隔水層對地下水滲流的阻隔作用使得隔水層下的壓力水頭降低，同時(shí)地下水位最低點(diǎn)出現(xiàn)在隔水層以下.

圖9 不同隧洞外水壓力的確定方法對比Fig.9 Comparison of determination methods of external water pressure of different tunnels

3 結(jié)論

針對“引大濟(jì)湟”調(diào)水總干渠工程，開展了深埋隧洞外水壓力物理模型試驗(yàn)，主要結(jié)論如下.

1）排水孔的設(shè)置將會(huì)引起圍巖地下水位的下降，從初始狀態(tài)圍巖飽和到滲流穩(wěn)定過程中，各測點(diǎn)的壓力水頭大小呈現(xiàn)反比例函數(shù)下降趨勢，最終趨于穩(wěn)定值；不設(shè)置排水時(shí)，圍巖滲流場將始終保持初始狀態(tài).排水孔的設(shè)置降低了各測點(diǎn)的最終穩(wěn)定壓力水頭.

2）隔水層的設(shè)置在滲流方向上分擔(dān)了一部分壓力水頭，同時(shí)減輕了地下水位下滲對隧洞的影響. 由于圍巖存在強(qiáng)隔水層，隔斷了地下水下滲，隔水層以下出現(xiàn)低壓區(qū)，使得隔水層以上壓力水頭幾乎不發(fā)生改變，而隔水層以下測點(diǎn)壓力水頭存在較大變化.

3）無論巖層分布均質(zhì)與否，排水流量和襯砌外水壓力值均呈負(fù)相關(guān). 在排水條件相同的條件下，由于復(fù)雜巖層平均圍巖滲透系數(shù)較低，均質(zhì)層外水壓力值均比巖層存在水平隔水層和斜隔水層的外水壓力大.

4）對比不同外水壓力折減系數(shù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，外水壓力折減系數(shù)物理模型結(jié)果βt基本滿足經(jīng)驗(yàn)折減系數(shù)區(qū)間，可以作為襯砌外水壓力確認(rèn)方法的依據(jù)，而地勘規(guī)范估算的外水壓力折減系數(shù)取值較為保守，與經(jīng)驗(yàn)區(qū)間相差較大.