近年來，隨著西部大開發(fā)和“一帶一路”倡議的加速實施，我國交通建設迅猛發(fā)展，隧道和地下工程被廣泛運用于交通物流、水利水電、資源存儲等多個領域。截至2020年底，中國鐵路營業(yè)里程達14.63萬km。其中，投入運營的鐵路隧道16798座，總長19630km；已投入運營的高速鐵路總長3.79萬km，共建成高速鐵路隧道3631座，總長6003km。近5年來每年新增運營公路隧道皆在1000km以上。我國隧道數(shù)量、長度已經(jīng)位居世界第一，成為世界上隧道最多、最復雜、發(fā)展最快的國家。隨著隧道建設的高速發(fā)展，隧道施工正朝著地質(zhì)條件更復雜、埋深更大、洞線更長的方向發(fā)展。
　　我國土地遼闊，地形條件和氣候條件復雜，在隧道和地下工程建設過程中，各類工程地質(zhì)災害頻發(fā)，諸如塌方、巖爆、突水突泥、瓦斯突出和爆炸等。其中，突涌水災害約占災害總數(shù)的40%，是最常見的災害之一。突涌水災害不但造成經(jīng)濟損失，同時可能導致施工人員傷亡，且伴有大量次生災害，例如塌方、地表塌陷以及水資源枯竭等。隧道突涌水成因復雜，富水隧道施工環(huán)境也越來越復雜，受目前的研究水平所限，突涌水災害層出不窮。因此，研究富水隧道施工中突涌水災害發(fā)生機理，探索有效的防治措施，是隧道工程界亟待解決的難題。
　　本書針對富水隧道安全快速建設問題，從富水隧道圍巖分級和施工穩(wěn)定性、滲流理論出發(fā)，綜合采用理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗等方法，研究富水隧道突水災變演化機理，同時探究施工過程中防排水、注漿支護、通風以及施工組織設計關鍵問題。結(jié)合京張高鐵正盤臺隧道工程施工案例，較為系統(tǒng)地歸納總結(jié)了富水隧道設計與建造關鍵技術。
　　本書共分為九章。第1章對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行綜述，并指出存在的問題。第2章研究富水隧道滲流理論，揭示超前鉆孔出水流量與前方破碎帶水體高度之間的相關關系。第3章探究新的圍巖分級方法，并對富水隧道施工過程中圍巖穩(wěn)定性進行分析。第4章系統(tǒng)地介紹富水隧道支護結(jié)構、防排水等結(jié)構的設計方案。第5章通過模型試驗和數(shù)值模擬研究隧道突涌水機制，并分析隧道突水的主控因素。第6章分析注漿圈厚度和排水流量對隧道襯砌的影響，提出了富水斷層破碎帶注漿施工工藝。第7章重點對正盤臺隧道通風方案進行優(yōu)化。第8章介紹隧道施工組織設計的目標、組成部分及其內(nèi)容，重點闡述對正盤臺隧道進行動態(tài)調(diào)整的施工組織設計方案。第9章以正盤臺隧道1號斜井突水為例，分析了處置涌水段案例的方案與技術。
　　本書編著過程中，主要依托京張高鐵正盤臺隧道的設計與施工資料和作者近年研究成果，同時參考借鑒大量國內(nèi)外學者的著作、文獻資料，以及類似工程的設計、施工、治理、管理經(jīng)驗等，在此一并表示衷心的感謝。
　　本書是鐵路隧道設計技術的最新研究成果，內(nèi)容豐富，創(chuàng)新點多，理論性強，實用性高，可供相關工程技術人員與大專院校師生參考使用；同時，本書研究內(nèi)容還能夠為相關領域設計人員提供有益的理論支持和技術幫助。
　　參加本書編寫的主要有中國國家鐵路集團有限公司、中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院有限公司、京張城際鐵路有限公司、川藏鐵路有限公司、北京交通大學、中鐵隧道局集團有限公司、西南交通大學、中國礦業(yè)大學、山東大學、石家莊鐵道大學、河北建工學院、南昌交通學院、山東省地礦工程勘察院等單位。
　　隨著隧道工程的發(fā)展，今后施工過程中遇到的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)環(huán)境將會越來越復雜，突涌水災害由于其難以預測、破壞性強等特點，對于其預測預警與防治成果的適用性仍需要大量深入的研究，許多問題有待進一步深入探索。由于作者水平有限，書中難免存在不足及疏漏之處，懇請各位專家、讀者批評指正。