针对海底隧道排水量控制与结构水荷载之间的矛盾,提出主动控制式防排水设计新理念,即通过主动调节围岩加固圈和初期支护结构的强度和抗渗性能,实现排水量与二衬结构受力的双控制。首先针对围岩条件进行抗渗性分级,为排水量控制标准的确定以及围岩加固和支护方案的制定提供依据;建立包括围岩加固圈和初期支护在内的整体渗流力学模型,可对不同层次的渗水量进行准确预测,并分析各堵水结构的抗渗性能以及堵水系统联合堵水的效果;建立由复合围岩和复合支护结构组成的水荷载计算模型,分析围岩加固圈和初期支护结构水荷载及其主要影响因素,并给出结构安全性的评价方法;在此基础上,以结构渗水量和水荷载为控制目标,建立海底隧道防排水系统的多目标协同优化设计方法,明确提出围岩加固圈和初期支护作为堵水主体也是水荷载的主要承担者,二次衬砌则作为安全储备。最后介绍研究成果在厦门翔安海底隧道F1风化槽地段防排水设计中的应用,实施了堵水系统的协同设计,工程已投入运营8 a,各种性能状况良好,达到了预期效果。