我国是一个多山的国家,各级公路与铁路建设不可避免需要穿越各种高山峻岭,其中不乏许多高水压富水地层的山岭隧道。以往山岭隧道建设过程中对于地下水处理措施以排为主居多,不可避免破坏隧址区水文环境。一方面富水山岭隧道排水对围岩与衬砌稳定性造成影响,另一方面容易导致隧址区涌水量过大、地表水位下降、生态环境恶化等不良影响。本文为维持隧址区生态需水保护条件与隧道工程的稳定性、实用性与耐久性,以“主动堵水,限量排放”为理念进行指导,依托重庆市轨道交通1号线第一条长大山岭隧道中梁山隧道,采用理论分析、数值模拟等方法对富水山岭隧道地下水限排模式下渗流相关规律进行深入研究,提出隧道排水量合理限值,为富水山岭隧道设计、施工与防排水方案提供参考,取得以下主要成果:(1)通过查阅相关文献了解山岭隧道涌水量确定方法,基于达西定律、地下水动力学和地下水裂隙岩体渗流的基本理论,推导出富水山岭隧道开挖过程涌水量与衬砌水压力计算公式。依据植被生态需水保护需求,确定维持植被生态需水条件下排水量计算方法,从而确定合理的限排量,得出限排模式下衬砌外水压力计算方法,归纳整理得出“生态需水保护”条件下的隧道设计准则。(2)通过对中梁山隧道工程水文地质资料的调查,采用数值模拟方法,建立流固耦合作用下山岭隧道施工阶段渗流模型,分析中梁山隧道渗流对隧道围岩和衬砌结构稳定性的影响特征以及地下水涌水量、地下水位变化规律。建立注浆加固下的隧道渗流模型模拟开挖施工过程渗流影响规律,获得注浆加固对于隧道开挖渗流的影响规律。(3)分别研究不同地下水处理模式、降水量、围岩级别、初期支护渗透系数、注浆圈渗透系数与厚度等因素对隧道施工阶段与运营阶段的渗流规律的影响,分析涌水量大小、衬砌水压力、地下水位降深随各因素的变化规律,为限排模式地下水排放量提供参考依据。(4)根据隧址区的水文地质和降水情况,计算出隧道生态需水条件下不同围岩级别与不同季节下的允许排水量。在此排水量控制下,结合隧道抗水压式衬砌结构设计要求和隧道排水量的大小,给出中梁山隧道限量排放地下水参考值,提出基于限量排放下的隧道施工措施及限量排放实施方法。