富水风化花岗岩地层具有风化程度不均匀,遇水软化、崩解、随水流失的特性。其中全风化花岗岩颗粒组成不均匀,赋存孔隙水;强风化花岗岩为裂隙岩体,赋存裂隙水。当隧道从全风化、强风化富水花岗岩地层中穿过时,在隧道上覆地层中很容易形成大孔隙优先流和裂隙流,而优先流的形成会造成隧道注浆帷幕的溶蚀渗漏和全长黏结式锚杆黏结强度溶蚀损失,对隧道的支护结构耐久性产生影响;同时随着渗流不断的进行,隧道内涌水量增加,上覆土层中细颗粒也会随水流失,会引起地表沉降变形,诱发地质灾害。针对于此,本文主要研究隧道上覆富水不均匀风化花岗岩地层优先流的形成机制,优先流不断渗流导致的隧道注浆材料溶蚀耐久性,以及渗流隧道内部渗流涌水引起的地表沉降变形预测。主要研究内容及成果如下;(1)富水不均匀风化花岗岩地层中优先流的产流机制。结合均昌隧道为具体工程背景,通过高密度电法和孔间CT法对隧道上覆地层进行勘察,根据结果显示,在不均匀风化花岗岩地层中存在有明显的优先流现象。通过对地层详细的勘察数据对比,对优先流形成的机制进行反分析,得出当土层渗透系数相差超过2～3个数量级时,会产生优先流现象,优先流渗流会带走土层中的细颗粒,细颗粒随水冲刷流失,影响到隧道上覆地表,产生不均匀沉降。(2)隧道注浆材料抗溶蚀性能对比。由于优先流的存在,不断地渗漏引起隧道注浆材料的溶蚀损伤。通过采用化学溶蚀试验的方法评价隧道注浆材料的抗溶蚀性能,对比发现当粉煤灰掺量在15%—30%之间,对于隧道注浆材料抗溶蚀性能有显著提升。同时对帷幕注浆加固体和锚杆黏结材料的溶蚀损失进行评估,以溶蚀方程和溶蚀通量j为基础,推导注浆材料溶蚀耐久性计算。并结合具体工程背景,定量计算预测溶蚀深度随时间的变化,以及注浆帷幕和注浆锚杆的溶蚀耐久性。(3)隧道优先流渗漏引起的地表变形预测方法。由于优先流的现象,会使地层中的细颗粒随水流失,渗流带走了上覆土层中的土颗粒和水分,造成隧道上覆地层有效应力的增加,引起地表产生沉降变形。结合工程背景,通过建立单井承压抽水模型,对泰斯函数进行推导计算,得出隧道渗流引起的地表沉降曲线和影响范围的定量计算公式,以合理影响范围内的涌水量此参考,指导隧道内部防排水设施设计,保证隧道结构和上覆土层地表的安全性。