郭 菁，彭杰帅，白 薇，罗 超，唐 祚

（湖南南方水利水电勘测设计院有限公司，湖南 长沙 410007）

1 绪 论

1.1 研究背景

随着我国城市化建设的发展, 基础工程建设的规模和工程难度越来越大, 工程事故时有发生, 大量的地下工程事故均是由地下水造成的, 其主要原因是隧道开挖后地下渗流场的改变所引起的隧道周围应力场的改变[1]，故而引起隧道围岩的变形或者失稳。因此，在存在地下水的不良岩土体中开挖隧道时，需要解决地下水的问题。一般情况下，地下水的处理对策主要分为两大类，即堵水和排水[2～5]。“堵水”主要就是通过灌浆等方法来改善岩土体的渗透系数，以此来达到止水的目的，混凝土作为一种胶凝材料，其本质就是一种化学凝结剂[6]，对于环境有一定的影响；而“排水”主要就是通过排水的方法使地下水位低于工作面，当地下水位线大量下降时，一方面会扰动附近地下水的运动状态[7]，另一方面，由于大量抽取地下水，引起地下水位线下降，造成河流、泉水枯竭，破坏城市景观，同时还会引起较大面积的地面沉降[8]，危机已有建筑物的安全。

压缩空气作为水下隧道及软土沉箱作业的一种廉价支护及止水手段，已经有150 多年的历史。在欧美、中东及澳大利亚等地区，许多主要的隧道及沉箱工程作业中都使用了压气技术[9～10]。根据文字记录，英国于1851 年最早使用压气隧道施工技术[11]。

1.2 研究内容和研究方法

1.2.1 研究内容

在对渗流的分析研究上，本文研究了在考虑隧道中气体压力的影响时，隧道周围渗流场的变化，具体内容如下：