隨著(zhù)國家對基礎建設的進(jìn)一步加大投入，鐵路隧道工程得到了前所未有的發(fā)展�！岸�、長(cháng)、大、深”，即數量多，長(cháng)度大、大斷面、大埋深，是今后隧道工程的發(fā)展趨勢。


     然而，隨著(zhù)隧道工程的發(fā)展，與隧道施工過(guò)程中相應的一系列問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，并且也日益嚴重，比如，與環(huán)境問(wèn)題息息相關(guān)的地下水問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。一般而言，不論在施工中還是在通車(chē)后，隧道結構時(shí)刻處于地下水的包圍之中，1985年以前的有關(guān)規范、規則，幾乎都未把隧道工程建設與環(huán)境工程作為一個(gè)系統來(lái)考慮，沒(méi)有關(guān)于隧道開(kāi)挖及地下水對生態(tài)環(huán)境影響評價(jià)的專(zhuān)門(mén)條款和規定。在實(shí)際工程中，突出了以排為主，大多數隧道工程（特別是山嶺隧道），不論涌、滲水的補給來(lái)源及水量大小與否，施工中多不作預處理，因而使隧道成了泄水洞，吸取了周?chē)�大量的地下水，造成地下水的流失，產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問(wèn)題。

1  “以排為主”的主要缺點(diǎn)
    經(jīng)驗證明，地下水處理“以排為主”，隧道施工過(guò)程中以及后來(lái)的隧道運營(yíng)期，長(cháng)期排放地下水，在隧道內存在不同程度的水害，且逐年發(fā)展，影響襯砌結構和行車(chē)安全；環(huán)境方面造成工程地區含水層被疏干，使生態(tài)環(huán)境惡化，主要表現為：地表和泉、井枯竭；生活，工農業(yè)用水缺乏，地表沉降、土壤沙化、水土流失等。嚴重影響了人民的生活和生產(chǎn)建設。
（1）地下水從隧道大量流失，圍巖中的地下水通道（巖層節埋裂隙或巖溶管道）中的充填物被水沖走，貫通性愈來(lái)愈好，致使洞內流量不斷增大。貴昆線(xiàn)稞納隧道通車(chē)后涌水頻率逐年提高，開(kāi)始時(shí)數年一次，以后每年一次，近年來(lái)一年數次；剛剛修建的渝懷線(xiàn)武隆隧道，2002年涌水量最大為200×104m3/d，2003年涌水量猛增到780×104m3/d，為中國歷史上所罕見(jiàn)。
（2）隨著(zhù)隧道內涌水量的增多，襯砌滲漏變形、路面翻漿冒泥、排水溝淤塞漫流等將逐年嚴重。大瑤山隧道建成后，1990年5月，一次涌水200m3，流沙埋沒(méi)軌道使行車(chē)中斷。在巖溶地區，巖溶管道涌水由于經(jīng)常帶有大量泥沙，直接影響行車(chē)安全，為害特別嚴重。
（3）隧道地下水如果以排為主，施工中一般不再采取預注漿等封堵措施，則地下水往往嚴重影響施工的正常進(jìn)行。武隆隧道歷次特大涌水都造成施工場(chǎng)地嚴重毀壞，大量機械設備被埋在污泥里，隧道內泥沙堆積達一米多厚，影響了施工的正常進(jìn)行。此外，南嶺隧道（衡廣復線(xiàn)），梅花山隧道（貴昆線(xiàn)），平關(guān)隧道（盤(pán)西線(xiàn)）等，都曾因洞內大量涌水而使施工受到嚴重影響。
（4）地下水長(cháng)期由隧道大量排走，地下水位降低，是洞頂地表失水并發(fā)生沉降變形的主要原因。例如京通線(xiàn)桃山隧道施工中的大量涌水使地表“四道溝”所有泉水干枯，從而截斷了該溝下游發(fā)電用的水源和農業(yè)用水，造成嚴重后果；武隆隧道預測最大涌水量達到1300×104m3/d，山頂不遠即為國家級風(fēng)景區仙女山風(fēng)景區，常年大量地下水的隨意排走必將會(huì )對仙女山的環(huán)境造成嚴重的影響。
     “以排為主”對洞頂地表生態(tài)環(huán)境的破壞，將產(chǎn)生長(cháng)期的不良影響，而這是我國當前法律所禁止的�！吨腥A人民共和國環(huán)境法》和《中華人民共和國水資源保護法》的頒布，國家對新工程從立項到驗收，都要進(jìn)行環(huán)境評定，法規規定，“開(kāi)采礦藏或者興建地下工程，因疏干排水導致地下水位下降、枯竭或者地面塌陷，對其單位或個(gè)人的生活和生產(chǎn)造成損失的，采礦單位或者建設單位應當采取補救措施，賠償損失”（水法第二十六條）。并且隨著(zhù)人們的環(huán)保意識和法制觀(guān)念的增強，聽(tīng)任地下水大量流失的現象越來(lái)越行不通了，因此，無(wú)限制排水原則不能適應我國經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步的要求。


2  “控制排水”原則的提出
    隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展和以往施工規范中“以排為主”造成日益嚴重的水資源流失和環(huán)境惡化問(wèn)題，一種新的思想，即“控制排水”的思想應運而生。 2001年9月實(shí)施的新的《隧道設計規范》中規定：隧道防排水應采取“防、排、截、堵結合，因地制宜”的原則，所謂“控制排水”，即是在富水地區修筑隧道時(shí)采取“以堵為主，限量排放”的方法，也稱(chēng)為“大堵小排”，“大堵”是控制流量，“小排”是減小隧道襯砌壓力的主要手段。其核心是根據實(shí)際情況，按“以堵為主，防排結合”，排放流量根據施工的要求，水文地質(zhì)情況等加以控制。
3  “控制排水”條件下鐵路隧道標準襯砌斷面的受力分析
    對于以往按“排水原則”來(lái)設計隧道，襯砌結構受力和圍巖穩定性影響是否需要考慮外水荷載的作用和如何考慮外水荷載等問(wèn)題，現行隧道規范上尚沒(méi)有這方面的理論和依據可用。尤其對于富水的斷層破碎帶和巖溶發(fā)育區，這些地區往往也是造成地下水流失的最主要地區，富水的斷層破碎帶和巖溶發(fā)育區開(kāi)挖后，若不采取措施，其涌水量是巨大的，歷來(lái)開(kāi)挖的隧道涌水地帶也絕大部分集中在這些地區，如中梁山隧道、大瑤山隧道、南嶺華隧道、華鎣山隧道以及子關(guān)、大巴山隧道等等都是出于這種情況。對于這些地段，用何種方法來(lái)進(jìn)行“控制排水”，若采用“控制排水”，如何來(lái)設計隧道襯砌結構，還需要進(jìn)行深入研究和解決。在這里，就采用 “控制排水”條件下進(jìn)行設計和施工時(shí)，簡(jiǎn)單分析隧道標準斷面襯砌結構的受力情況。
    對于富水的斷層破碎和富水的巖溶發(fā)育區，圍巖的級別比較低，基本在IV級圍巖和VI級之間，愉懷鐵路一單線(xiàn)電氣化深埋隧道，其襯砌為曲墻帶仰拱的標準V級圍巖甲型襯砌，鋼筋混凝土結構，其中鋼筋采用Φ25的螺紋鋼筋，間距25