以甘肃历史上最大的水利工程—引洮工程一期供水总干渠7#隧洞为研究背景，针对隧洞围岩中渗流场和应力场，在充分考虑了岩体渗流状态的改变及岩石孔隙率、渗透率影响下，运用大型非线性有限元程序ABAQUS重点分析了隧洞在不同埋深条件下，不同开挖距离，隧洞围岩的变形、孔隙压力、应力、应变、塑性区的分布特征及变化范围等。以加深对岩体围岩变形特征、强度特征和破坏情况的认识，为隧洞在选线布置、开挖及结构支护设计施工提供科学技术支持，增强隧洞灾害的预测预报和防灾减灾的应对能力，对保证工程安全、顺利正常施工和节省投资具有重大意义。主要有以下研究工作和成果结论：1、在综合分析引洮工程数十年积累的工程地质勘查资料和引洮工程7#隧洞补堪洞段隧洞围岩工程地质条件的基础上，对引洮工程区域尤其是7#隧洞所在工程区域的地质环境背景、地质构造、地形地貌、地层岩性和工程地质参数等基础地质资料进行了研究分析，得出适用模型分析计算的各项参数。2、分析了裂隙岩体的渗流特点，渗流应力耦合的方程，以及二者之间的耦合作用关系，总结了目前较为广泛采用的渗流应力耦合模型。在基于多孔介质裂隙岩体有效应力原理，围岩弹塑性应力耦合情况下，采用更新拉格朗日法建立岩土介质大变形渗流-应力耦合分析模型，岩体采用基于Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性材料，衬砌支护结构采用线弹性材料进行计算分析。3、对隧洞结构破坏的表现形式，力学特征，力学性能进行了总结分析，论述了隧洞围岩结构支护体系的作用，详细总结采用新奥法施工时初期支护中喷射砂浆砼、径向锚杆、钢拱架支撑、钢筋网等的作用机理。为7#隧洞在局部含水疏松砂岩地段采用钻爆法开挖，新奥法施工提供理论依据。4、运用大型非线性有限元程序ABAQUS，分别对7#隧洞在100m、150m、170m埋深条件下，开挖距离为10m、15m、20m、25m、30m等状态下，对隧洞围变形、孔隙压力、应力、应变、塑性区的分布特征及变化范围进行模拟分析，得出的围岩变形值与实际监测的基本一致，为以后的隧洞施工开挖提供技术参考。5、结合7#隧洞采用TBM工法在施工过程中遇到的主要地质问题软岩大变形，突（涌）水及其破坏影响，提出了具体的预防和处置措施，为TBM顺利快速通过软岩地段及类似工程问题提供了有效的方法和建议。6、总结了7#隧洞在含水疏松砂岩极其不良地质地段确定采用“隧洞内钻凿，布设水平孔、近水平孔冻结临时加固土体，矿山法暗挖构筑”的世界上最先进的冻结法施工方案，论述了其主要的施工顺序、冷冻施工的基本原则、主要的技术要点、冻胀和融沉控制的基本措施以及采用信息化施工监测等。