分岔隧道因其在改善线型方面以及在一些特殊地形中具有其他隧道形式不可替代的作用而被广泛采用。已修建案例包括:沪蓉西高速公路隧道工程八字岭隧道;胶州湾海底隧道陆域接线段为满足主隧道与匝道的汇(分)流功能而设置大断面分岔形式;厦门市成功大道万石山隧道与既有钟鼓山隧道立体交叉;深圳地铁大一科区间预留2#接线隧道分岔段。因此,无论在中西部高山峡谷地段为节省桥梁工程投资还是立体换乘需要而修建的地铁车站、地下立交、城市快速路连接线工程均涉及分岔隧道。可以说我国已在分岔隧道建设方面积累了丰富的经验。但在已修建的分岔隧道中普遍存在施工方法单一、总体支护体系过强而局部位置又相对薄弱、已修筑衬砌产生大面积裂缝甚至漏水严重等问题。目前,我国的交通建设事业发展空间巨大,开展对分岔隧道修建技术的研究能够在拟建分岔隧道工程中避免已出现的问题,使分岔隧道在交通事业中发挥更大的作用。对富水隧道而言,在隧道开挖区域外一定范围注浆能够有效地封闭堵水,使加固圈范围内的围岩渗透系数降低,稳定性提高。因此,注浆堵水作为富水区隧道修建过程中防排水的重要措施之一,其注浆后的堵水效果及经济合理性具有重要的研究价值。本文依托深圳东部过境高速公路连接线工程,通过室内相似模型试验的手段对一定厚度情况下注浆圈渗透系数合理值进行研究,根据试验结果提出适用于本工程的注浆圈渗透系数。在此基础上,选取本工程谷对岭地区北线隧道分岔段,针对分岔隧道大断面段、连拱段、小净距段采用的施工工法及施工顺序进行流固耦合计算,得出适于工程隧道分岔段的合理施工工法与施工顺序。本文主要研究的内容及成果如下:(1)采用自主设计的围岩-注浆圈模拟装置,根据相似原理制备的围岩及注浆圈相似材料开展注浆圈合理渗透系数模型试验。试验通过测试一定厚度下不同渗透系数注浆圈对隧道涌水量的控制效果,在考虑经济性基础上得到注浆圈合理渗透系数。(2)基于流固耦合理论,选取本工程谷对岭地区北线隧道分岔段,针对大断面段采用的双侧壁导坑法与三台阶法、连拱段采用的三导洞法与无中导洞法、小净距段采用的台阶法与CD法进行建模计算。分别从位移、应力及孔隙水压力角度分析数值模拟结果,比选出大断面段、连拱段以及小净距段的优选工法。(3)建立隧道分岔段三维模型,考虑分岔段在不同开挖顺序下围岩的位移、应力、孔隙水压力以及塑性区变化情况。分别在大断面段、连拱段及小净距段选取监测断面对施工过程进行监测,对比两种施工工序,比选出优选施工顺序。