本文以陆家寨在建隧道为对象,结合地下水渗流理论对均质围岩、有溶洞、有透水夹层工况的渗流场理论公式进行了推导。为了探究排水量对隧道周围水压力分布规律的影响,按照相似原理进行了模型试验。由于富水区隧道地下水种类的多样性,以灰色关联法和时间序列法联合对涌水来源进行了识别,并以陆家寨隧道为背景进行数值模拟计算,进一步探究排水量对隧道周围水压力分布的影响形式。通过监测隧区周边水井的水面高度,反映智能排水阀对地下水控制的效果。本文的主要研究内容如下:(1)基于工程地下水计算理论,推导了均质围岩工况下隧道排水量与衬砌背后水压力之间的关系;考虑溶洞地质、透水夹层工况,推导了溶洞条件下地下水势场及流场的计算公式,透水夹层条件下流场的计算公式。结合依托工程的实际情况进行模型试验,发现当排水量为2.5m~3/d·m(0.75m~3/d)时,注浆圈外表面及衬砌背后的水压力分布规律与不排水时基本一致;排水量为1.5m~3/d·m(0.45m~3/d)时,注浆圈及衬砌背后的水压力值大于不排水时的压力值,衬砌背后水压值随排水量增加呈现先增大后减小的趋势。有软弱透水夹层时,衬砌背后的渗透压力分布情况与理论计算结果相似,平均误差为1.44%。当排水量由2.5m~3/d·m增长到4.0m~3/d·m时,无夹层工况衬砌背后水压减小了11.91%,注浆圈外表面减小了0.74%;有夹层工况衬砌背后水压12.02%,注浆圈外表面减小了0.67%。说明排水量的增加对衬砌背后水压的降低效果明显,而对注浆圈外表面的水压降低效果不明显。通过控制排水量控制衬砌背后水压是可行的。(2)对涌水内离子含量与涌水来源,降雨与涌水量之间的关系进行了探讨,建立了灰色关联性分析和时间序列法相结合的涌水来源识别方法,方法能够较好的识别5个涌水点的涌水来源,并且得到了降雨后降雨信号到达各个涌水点的大致时间,其中B点5天,D点5天,E点8天;研发了地下水智能控制装置;基于摩尔—库伦本构关系,构建了典型富水区山岭隧道渗流计算数值模型,对不同排水孔渗透系数、不同注浆圈渗透系数下围岩及衬砌的水压分布规律进行了敏感性分析,揭示了不同因素对注浆圈及衬砌内的水压分布影响规律,发现通过改变排水孔渗透系数,即改变排水量更能有效的控制注浆圈内的水压值。(3)通过对工程周边水井的水位观测,发现在使用了智能排水阀后,B点水压下降速率由之前的22.84%降低为15.98%,E点由11.05%降低为9.99%,水井水位降低速率降低为没有使用排水阀时的10%,说明排水阀对地下水位的控制效果良好;将排水阀设定为智能处理后,发现B、E两点的水压值波动幅度变小,说明排水阀对围岩内的水压控制具有良好的效果;新技术使用后涌水事故概率由之前的1次/月降低为0.2次/月,提高了施工过程的安全系数。