长沙市营盘路湘江水下隧道位于长沙市区内,下穿湘江,连接湘江东西两岸城市主干道,为双向四车道,采用暗挖法施工,以营盘路湘江隧道的设计与施工为背景,围绕水下隧道的渗流场和应力场分布、水下隧道的防排水原则和防排水系统进行了研究,主要研究成果如下：(1)考虑隧道排水对渗流场的影响,将渗透力包含在平衡微分方程中,推导出考虑渗透力的围岩应力、位移的弹塑性解析解,并提出计算隧道围岩塑性区半径的一种新方法；(2)通过将文中推导出的解析解和经典的Lame解、Kastner解和FLAC数值解做对比分析,发现由于渗透力的存在,增大了围岩的有效应力,使得围岩塑性区和弹性区的应力、位移和塑性区半径,均比没有考虑渗透力的Lame解、Kastner解要大,反映了渗透作用可以增大围岩有效应力的现象,文中推导的解析解比经典的Lame解、Kastner解更接近与FLAC数值解；(3)针对湘江水下隧道的工程地质条件,结合我国已修建的水下隧道和高水压隧道的防排水经验和教训,提出“注浆堵水、限量排放”的原则；(4)研究了湘江水下隧道的防排水系统,形成了以注浆堵水、防水层、衬砌混凝土自防水、施工缝与变形缝防水等防水措施的多种防水方式,有效地将隧道开挖断面周围的涌水或渗水封堵于结构外,通过排水系统将渗水排出隧道。