（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州 贵阳 550002）

1 研究背景

排水孔作为重要的渗控措施广泛应用于隧洞工程中。一般沿洞轴线方向交替间隔分布，具有一定的规律性，但数量众多，且径向尺寸与巨大的渗流模型尺寸相比极小，因此对每一个排水孔进行精确模拟较为困难。针对这一问题，王镭等［1-6］提出了一系列排水孔模拟方法，比较典型的有排水子结构法、杆单元法、以管代孔法、空气单元法、复合单元法等。排水子结构法理论较严密，计算精度较高，不足之处是需要定义子结构与排水孔之间的关系，会显著增加数据准备的工作量和计算的复杂度。其他几种方法则是寻求宏观等效方法，避免对排水孔进行物理上的直接模拟，因此也就难以精细反映排水孔的排水渗流特性。排水孔是人工设置在岩体中的圆形空心强导水通道，为渗流提供了一个相对开阔的空间，对渗流的阻力远小于周边的裂隙和岩块，这就使得裂隙和岩块中的水流从排水孔孔壁渗出［4］，其原理与地下水向各向同性介质中水井的稳定运动相同［7］，因此将排水孔的孔壁作为溢出面边界，按给定水头边界条件处理。Gurehgian将排水孔作为计算域内给定水头的边界条件，用有限元方法求解［1］。该方法的弊端在于排水孔内径非常小（直径5～10 cm），远远小于计算域尺寸，且隧洞排水孔众多，若将每一个排水孔作为内边界处理，会使网格过于复杂，但从精细模拟的角度考虑，排水孔应作为计算域的边界处理［8］。……