研究渗流场的变化情况对于确保河底隧道安全施工与正常服役至关重要。河底隧道渗流场包括进水边界、出水边界与场内区域等关键要素。在众多因素的共同作用下,河底隧道渗流场的变化情况比较复杂,相关的研究还需要深入和完善。本文针对矿山法河底浅埋小净距公路隧道这类新型隧道,研究隧道渗流场的进出水边界性状与场内分布特征,并提出相关的工程建议。主要研究内容与成果如下:(1)河底隧道上方的河水位变化性状是决定渗流场进水边界的关键因素。基于河水位的经验计算公式(经过现场观测验证),统计分析了2008～2018年间隧道上方河水位的变化性状,结果表明:浏阳河公路隧道上方的年最高河水位发生在当年的4～8月之间,而年最低河水位通常发生在当年的1～5月或10～12月;相比夏季,秋冬季节隧道上方河水位对于中雨以上降雨的上升响应要慢;也统计得出了浏阳河公路隧道上方的最高河水位、最低河水位、年平均河水位的具体数值。(2)置于隧道边墙脚防水板背后的打孔排水管的工作性状是决定渗流场出水边界的关键因素。通过室内试验,针对6种排水管侧壁开孔方式,分析无侵蚀排水管的承载能力,研究排水管被硫酸盐侵蚀不同时长后的环刚度变化特性,并分析排水管被堵塞的原因。结果表明:排水管峰值荷载超过3.6k N/m时,排水管的环柔性已不能满足要求;被硫酸钠溶液浸泡侵蚀4个月之后,排水管的环刚度都降低而小于设计要求的最低值6.3k Pa;排水管被堵塞的原因可能有本身的受力性能存在缺陷、施工作业存在缺陷、环境的侵蚀作用等。(3)基于施工期全断面注浆后隧道出水边界畅通的情况,并考虑工作面时空变化的影响,建立三维数值模型研究施工期渗流场的分布特征。首先,对比分析了七种河水位分别作用下的隧道渗流场分布,结果表明:河水位每升高约1m,第18天先、后行洞的最大渗水量的增加量相差约0.007m~3/d,最大渗流速度的增加量相差约0.03m/d;其次,将施工期实际河水位随时间变化情况用8折线函数近似表示并嵌入到模型中计算,分析渗流场的实时变化性状,结果表明:在上台阶施工期间,双洞上台阶渗水量与渗流速度的最大值均位于上台阶掌子面远离中夹岩一侧拱脚附近;当先行洞上下台阶均开挖并施作初衬后,后行洞下台阶的施工会导致先行洞渗水量增大;双洞的二衬施作完成后,注浆加固圈外的围岩水力梯度最大值位于中夹岩的正上方。将计算结果与现场实测结果进行对比,验证了数值模拟结果的可参考性。(4)基于服役期隧道出水边界可能会被堵塞的情况,建立三维数值模型,对双洞的4根排水管进行精细化模拟,针对排水管系统沿横向逐步堵塞和沿纵向逐步堵塞两大类共14种工况,研究服役期隧道渗流场的分布特征。结果表明:对于沿横向堵塞2根排水管的工况,被堵塞2根排水管处于同一洞内时,初衬背后的水压力最大;排水管堵塞条件下,仰拱最底处有可能是受力与防水的薄弱部位,建议类似河底隧道仰拱二衬比拱墙二衬加厚10cm;服役期仅排水管畅通时比施工期出水边界完全畅通时能够减少约67%的水流失,建议类似城市水下隧道可尝试采用“新意法”的理念进行施工。