地下水活动对隧道围岩及支护结构的稳定性具有显著影响,因此如何准确、快速、高效地确定隧道渗流场分布规律一直是学术界研究的热点问题。本文综合运用理论解析和数值模拟方法,系统研究了隧道渗流场分布规律,主要开展的研究工作如下:(1)分别构建围岩和隧道衬砌区域的渗流场模型,根据隧道衬砌与围岩边界处渗水量相等的连续性条件,采用复变函数法、镜像法、轴对称法,分别推导出了含衬砌隧道渗流场的解析解,并与数值模拟结果进行了对比分析,讨论了数值模拟模型边界、衬砌围岩相对渗透系数和地下水水位高度等因素对渗流场分布的影响规律。(2)在上一章的基础上,继续采用复变函数法、镜像法和轴对称法,分别推导出了考虑注浆圈含衬砌隧道渗流场的解析解,并再次与数值模拟结果进行了对比分析,讨论了注浆圈厚度、渗透系数对渗流场分布的影响规律。(3)针对交通隧道工程中经常采用的横断面形式,采用数值模拟方法讨论了圆形、矩形、直墙曲拱形、多心圆形隧道水压力的分布规律,对比了涌水量地差异,探讨了注浆圈的影响规律,从而指出了各种断面水压力设计的注意事项。(4)依托京张高铁八达岭长城站工程,对特殊的超大跨度断面进行了长期的水压力现场监测,总结了渗流场的分布规律。并且通过理论求解和数值模拟方法对相同断面的隧道渗流场进行了解析,再次验证了解析解对于特殊断面形状隧道的适用性,为相类似的工程提供了一定的参考意义。