在隧道施工中，通过注浆堵水和注浆加固围岩已成为一种常用施工方法，注浆参数的合理选取是堵水效果和围岩加固效果的关键因素，为了更好的了解注浆效果，从理论上更准确的指导注浆施工和隧道衬砌防排水设计。本文以牛顿流体注浆作为研究对象，探究了流体特性及其在裂隙岩体中的扩散形态，通过理论基础推导了注浆域岩体渗透系数与注浆压力计算式，并带入涌水量预估模型，验证了隧道注浆堵水预估模型的工程可行性，通过流固耦合相关理论，对富水隧道开挖注浆后，注浆影响范围内渗流场与应力场的变化规律，为该类型注浆案例提供了一定理论支撑。
　　本文主要的研究内容如下：
　　（1）分析流体在裂隙岩体中的影响因素、流体在其内部的运动方式及浆液特性是探究渗流特性与注浆可行性的前提，从流体在裂隙中的流动形态、裂隙岩体中特有的渗流特性出发，分析牛顿流体的流体特性和三种渗透扩散规律及扩散公式。探究渗流场与应力场耦合机制，综合分析渗流场与应力场的影响因素。
　　（2）以牛顿流体为注浆流体，建立注浆域范围内的注浆简化模型，选取围岩单裂隙作为研究对象，考虑浆液在裂隙中的运移规律和裂隙填充量，推导注浆前后孔隙率的理论关系，建立了注浆压力与注浆圈渗透系数的计算关系式。
　　（3）通过注浆堵水简化模型，建立涌水量预估模型。以包茂高速均昌隧道涌水段作为模型验证，根据现场注浆前后实际涌水量与理论解析堵水量进行对比发现，理论堵水量与实际注浆堵水量误差约为13%，处于可接受范围内，可为后期其他注浆堵水工艺提供理论参考。
　　（4）通过Rhino软件建立裂隙模型，导入到FLAC3D，建立裂隙围岩注浆模型，研究分析裂隙岩体在注浆工艺后，不同注浆圈厚度与渗透系数对应力场与渗流场的影响。当不同渗透系数工况下，渗透系数对渗流场的影响是直接的，并且渗透系数的改变步长与孔隙水压力的改变量是等量的。当不同注浆圈厚度工况下，确定了注浆圈厚度与隔水屏障厚度的关系。注浆圈厚度的增加时，注浆施工对地层渗流场改善效果逐步增加，但注浆圈厚度过大时，对注浆导管的长度、注浆压力、浆液用量都会增大。表明当厚度大于某一值后，注浆施工对围岩渗流场与应力场的改善效果并不明显。