随着我国工程建设的持续发展,已建和在建隧道数量日益增加,高压富水山区的隧道建设成了主要的焦点之一。从过往的工程实例来看,随着服役时间的增加,这种位于复杂工程地质和水文地质下的地下结构物会出现不同程度的结构病害。本文依托城口蓼子隧道工程,遵循“以堵为主,限量排放”的防排水原则,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究带缝衬砌结构外侧水压力分布规律及变形规律,并对防排水设计进行了分析,研究排水系统泄压值、排水量和衬砌结构安全系数三者之间的关系。研究成果如下:（1）阐述了地下水渗流的基本理论,简单介绍了渗透水压在多孔介质中的两种作用以及渗流-应力的耦合原理。基于单裂隙渗流理论,推导了带缝衬砌结构的等效渗透参数的理论解。介绍了FLAC3D中的流固耦合分析的方法,以及流固耦合的分析步骤。（2）衬砌结构在裂缝条件下发生了应力重分布,并且使得衬砌结构的渗透系数发生了改变,进而对衬砌结构的水压分布和变形产生一定影响。此外,基于数值模拟研究了单一裂缝在不同水位、不同渗透系数、不同裂缝位置等情况下,衬砌外水压力分布及衬砌结构变形,得出地下水位对于衬砌结构的影响最大,其次是裂缝位置和渗透系数的变化。（3）通过数值模拟研究了对称组合裂缝和非对称组合裂缝对衬砌外侧水压力分布和结构受力的影响,其中:在对称组合裂缝的情况下,衬砌结构外侧水压力和变形关于隧道轴向大致呈对称分布;而在非对称组合裂缝的情况下,衬砌结构的外水压力和结构受力在裂缝附近区域和远离裂缝区域表现出了较大的差异。隧道仰拱处的裂缝对于隧道结构受力最不利,最不利的组合是“仰拱右侧+仰拱拱底”的组合。（4）基于“堵水限排”的防排水原则,利用FLAC3D数值模拟软件,通过改变排水管不同的泄压值,研究了排水管泄压值对衬砌外侧水压力分布规律以及衬砌结构的内力分布规律,得出当泄压值增大时,衬砌结构承受的水压力越大,衬砌结构各位置内力均增加,排水量减少,衬砌结构的安全系数降低。当泄压值为0.4MPa时,排水量为1.022m3/m/d,安全系数为11.96。