随着经济与交通的发展,隧道堵车现象越来越严重,既有隧道扩建已经成为城市建设发展的主要方法之一,但隧道扩建技术及渗流条件的影响研究还不系统,且相对较少。本文在总结前人研究成果的基础上,以成渝高速中梁山-宋家沟一号隧道为工程背景,借助有限差分数值软件FLAC3D5.0,对渗流条件影响下的既有隧道扩建方式及不同的扩挖方式对地下水环境的影响与保护等方面进行研究,提出了有益的建议。本文所作的主要研究工作如下:⑴结合已经建成的隧道扩建工程和正在规划的隧道扩建工程,将既有隧道扩建方式进行归纳分类,分为原位扩建、小净距扩建、原位扩建和小净距扩建组合式扩建、双连拱式隧道扩建四类。并对各种扩建与扩挖方式的优缺点进行了分析。⑵依托成渝高速中梁山-宋家沟一号隧道工程,对各种扩建方式进行了对比与分析,提出了“小净距扩建+原位扩建”的最合理的扩建方式。⑶采用数值方法,对渗流影响下的原位扩建不同扩挖方式(变形CRD法、三台阶法、层层剥皮法)进行分析,讨论了三种扩挖方式下的隧道围岩及支护的响应及渗流变化。⑷针对浅埋偏压条件下隧道的不同扩建方式,采用FLAC3D5.0对隧道的地表沉降、围岩应力及变形、渗流影响的变化进行分析,探讨了不同扩建方式的特点和适用性。⑸分析了隧道扩建过程中不同渗流条件下,隧道地表沉降、拱顶位移、塑性区等的差异;分析了注浆厚度及不同注浆效果对围岩孔隙水压的影响,提出了最佳的注浆厚度和注浆控制指标。