在护盾式TBM施工的隧道中,豆砾石回填灌浆时在各种条件制约下,可能会形成类型不一且分布不同的灌浆体缺陷。然而目前针对回填灌浆体缺陷对管片衬砌结构影响的研究较少,工程上对各类灌浆缺陷体没有一个体系健全的处理方案。因此,本文依托兰州水源地建设工程项目,结合其他一些TBM隧道回填灌浆所遇到的问题,对豆砾石回填灌浆体缺陷对管片衬砌结构的工程效应进行研究:(1)对兰州市水源地建设工程的区域地质条件进行调查,并对工程所采用的衬砌与支护工艺进行总结,为对管片的数值分析做准备。(2)通过现场取芯检验成果及现场芯样描述得出了各类灌浆体缺陷的分布特征:以管片底部中心位置为0°,顶部180°位置(灌浆孔D1区域)易形成空洞或纯水泥浆,侧上部100°、260°位置(灌浆孔C1、E2区域)处在中易形成灌浆不密实体,侧下部42°、318°位置(灌浆孔B1、F2区域)处易形成纯水泥浆结石体,底部0°位置(灌浆孔A1、A2区域)易形成高岩粉回填灌浆体。(3)通过单轴抗压试验,得到了各类型缺陷灌浆体的单轴抗压强度、弹性模量、变形模量等相关力学参数,并分析了其弹性模量与抗压强度间的关系。通过常规三轴试验,得到了不同类型缺陷灌浆体三轴抗压强度随围岩变化的关系,并依据σ1-σ3最佳关系曲线和相关计算公式得到了各类缺陷灌浆体的粘聚力与内摩擦角,为数值分析提供了相应参数。(4)选取兰州水源地建设工程中实地的围岩参数、地应力条件、管片参数以及试验所得到的灌浆体缺陷相关的物理力学性质参数,在无压隧洞的Ⅱ类围岩、Ⅳ类围岩中,对不同范围的各类灌浆体缺陷条件下对管片及回填层的应力及位移产生的影响进行数值分析,并总结得出了对管片衬砌结构影响相对较大的灌浆体缺陷类型为空洞缺陷、不密实缺陷。(5)由于是水工隧洞,对运行期常规内水压力条件下各类灌浆体缺陷在Ⅱ类围岩、Ⅳ类围岩中对管片及回填层的影响也进行了数值分析,并总结得出了Ⅱ类围岩条件下对管片及回填层影响相对较大的灌浆体缺陷类型为空洞缺陷、不密实缺陷,Ⅳ类围岩条件下对管片及回填层影响相对较大的灌浆体缺陷类型为空洞缺陷。