摘要：本文针对海底隧道的特点,通过实例统计、理论分析、数值模拟和现场监测等研究手段,提出了海底隧道突水的三种模式,并对海底隧道突水灾害的发生机理、突水控制技术等问题进行了系统深入的研究,主要工作及研究成果如下：(1)对国内外隧道突水事故进行统计分析,描述突水事件发生的地质条件、水文条件、突水发生发展过程及突水机理,总结突水灾害的发生特点,从突水通道产生的力学机制方面将海底隧道突水分为水力劈裂型、地层坍塌型和结构面滑移型三种模式。(2)基于复变函数求解基本方法,通过保角映射求得浅埋海底隧道的围岩应力场,该解析解可以同时考虑自重及水的作用；考虑海底隧道开挖的短期和长期效应,根据总应力场及孔压分布,分别得到了海底隧道开挖后短期、长期有效应力。(3)采用断裂力学原理,建立了海底隧道水力劈裂型突水的力学模型,并给出了隧道围岩起裂的力学判据：采用裂隙岩体开裂损伤的流固耦合模型,对水力劈裂型突水进行了模拟,得到了围岩起裂阶段、开裂扩展阶段、突水通道形成阶段的开裂区及变形的发展规律。(4)基于浅埋海底隧道围岩应力场,提出了地层滑移角的确定方法,给出了地层坍塌型突水发生的力学判据；建立考虑变形模量劣化的应变软化模型,对地层坍塌式突水过程进行仿真,得到了洞周破坏区及围岩变形的发展演化规律。(5)建立了结构面滑移型突水的尖点突变模型,并得到了结构面滑移失稳的临界滑移面长度；采用接触面理论,对结构面滑移时两侧不同材料的相互作用进行模拟,认为该模式突水通道形成原因是结构面两侧围岩不均匀变形造成的相对滑动。(6)在前文研究的基础上,结合对隧道突水机理的分析从顶板厚度、地层加固、降低施工扰动等方面系统的提出海底隧道突水的控制措施,并在施工过程中对海底隧道进行精细化的变形控制,有效降低海底隧道施工过程中的突水风险。