高水压富水区裂隙岩体隧道的建设一直是地下工程界的技术难题之一,主要是因为隧道建设时地下水与围岩及衬砌结构三者相互制约、相互影响,形成一个矛盾体系。其中地下水环境的影响与围岩的稳定性是隧道建设的主要影响因素,决定了裂隙岩体隧道衬砌背后水压力的大小。本论文以交叉裂隙岩体隧道为研究对象,采用三维模型试验方法,利用水泥砂浆的性能和土工布的渗透性模拟“十”字型贯通交叉裂隙围岩,通过分析裂隙水压与衬砌背后、交叉裂隙面上及围岩内水压力大小之间的关系,对交叉裂隙岩体隧道衬砌水压力特征进行了系统研究,取得了以下主要研究成果:(1)自主研制了隧道渗流模型试验系统,可施加工程实际水压到10 MPa。(2)揭示了交叉裂隙恒定水压条件下的交叉裂隙面水压力分布规律:裂隙面顶部位置水压力值最大,接近于围岩顶部水头压力,裂隙面最下部位置水压力值最小;并且裂隙面顶部位置到隧道衬砌位置水压力陡然减小。(3)得出了交叉裂隙恒定水压条件下的衬砌背后水压力分布规律:衬砌背后水压力大小呈“鸡蛋”形状分布;衬砌拱顶处水压力最大,左或右墙脚处水压力最小(这是由于左右墙脚处布置了排水孔,将流向纵向盲管内的水排出衬砌,说明衬砌盲管排水系统的设置可以使衬砌背后水压力变小且均匀分布)。(4)围岩底部排水时,衬砌背后、裂隙面上水压力都普遍较小,说明围岩底部排水状态下,可以降低衬砌背后水压力。(5)控制隧道的不同排水量时,隧道排水量越大,衬砌背后水压越小。(6)有环向盲管位置衬砌背后同一位置水压力都要稍稍小于无环向盲管处的水压力,随着恒定水压的增大,变化更加明显。交叉裂隙交叉位置处衬砌背后水压力值相对非交叉位置衬砌背后水压力值较小。(7)得出了交叉裂隙面渗透系数、衬砌排水比。