针对厦门东通道海底隧道施工中可能遇到的高压突涌水问题，中国地质大学(武汉)工程学院唐辉明院长、李云安教授、李雪平副教授等人根据厦门东道项目的实际需要，在武汉中地公司地理信息系统软件MAPGIS的基础上，研发了针对厦门东通道海底隧道工程高压突涌水预测预报及专家辅助决策系统软件——TWI-MAPGIS，开创了目前国内将GIS技术运用于隧道突涌水地质灾害预测预警及辅助决策的先河。该软件集工程信息资料收集、隧道突涌水地质灾害分析评价及专家辅助决策系统于一体。自2005年8月以来，很好地完成了厦门东通道隧道开挖施工期的突涌水预测预报工作，为工程的安全施工提供了强有力的安全技术保障。 本文研究内容正是基于该项目的突涌水预测预报方法及数值模拟运用。文章首先回顾了国内外地下围岩渗流-应力耦合理论、模型及其适用条件和突涌水预测方法的研究现状，并对该课题的发展趋势作了简要展望。在介绍了地下水岩作用及地下水在岩体中的渗流机理之后，文章对FLAC3D三维快速拉格朗日有限差分软件的流固耦合计算原理及相关的数学方程和数值模型作了详细的说明。第四章介绍了基于厦门东通道的突、涌水预测预警机理，并叙述了突涌水与施工地质信息的关系。最后通过对厦门东通道隧道工程突涌水预测预报及潜在的与突涌水相关的工程地质问题的阐述，利用FLAC<3D>和TWI-MAIPGIS 以该项目的几个典型区段为例对其进行了水岩耦合数值模拟和预测预报，并分析了模拟和预测结果： 1．FLAC3D 水岩耦合数值模拟通过典型区段数值模型的建立，在考虑开挖支护的情况下对应力应变场、渗流场的变化进行了水岩耦合下的数值模拟，得出了应力、应变、孔隙水压力及渗流场的预测结果：①在围岩完整区段，因为渗透系数不大，渗流速度较慢，随着洞周附近的孔隙水压力变小，隧道洞周边压力也逐渐减小；②隧道开挖后洞周应力值较小，不会产生较大位移和塑性区，但是在隧道开挖过程中，由于渗流的产生，孔隙水压力将发生改变，不利于洞室围岩的稳定；③由于隧道位于透水性较差的地层中，加之岩石顶板也为弱透水性，从计算分析来看，对于海底隧道的修建只要保证力学上的安全、围岩的稳定，在目前围岩条件下，海底隧道非风化槽带不会发生渗透破坏；④在风化槽，风化囊等围岩破碎带，由于渗透系数较大，围岩稳定性差，最终可能导致突水乃至围岩失稳。因此，在施工时必须做好地质超前预报工作，同时在靠近风化槽、风化囊等软弱围岩处应采取必要的围岩加固措施。 2．TWI-MAPGIS 突涌水预测预报对一段隧道开挖前的突涌水预测结果和开挖后实际的围岩情况、涌水量进行了对比：①涌水预测与实际涌水量相差较大是因为施工用水、水管漏水回流等被计入涌水量之中，而实际涌水量的现场量测计算结果与预测正常涌水量平均值及预测涌水量最大值与勘查计算值的接近，都说明了 TWI-MAPGIS 系统在预测厦门东通道涌水上的可靠性；②通过对ZK8+250～ZK8+255、NK8+252～NK8+257、YK8+259～YK8+264 开挖段的突水预测结果与 FLAC3D 数值模拟结果的对比分析，验证了该系统在突水预测方面的科学性。厦门东通道突涌水预测预报项目的实践证明，将GIS技术及相关的突涌水计算理论、预测原理相结合预测预报方法具有很强的实用性和科学性。GIS强大的数据管理、模型建立以、分析评价以及人机交互功能，相信对日后隧道突涌水地质灾害的预测预报乃至区域性的、集成式的隧道地质灾害预报、防治工作都将起到全面的带动作用，而在互联网技术支持下的WEB-GIS必将使这种新的预测模式具有更广阔的空间。