（1）填充波

图4-30　深隧内气爆产生过程示意图

图4-31　气爆导致深隧水压波动

当隧道被快速充满的时候，在隧道下游的水流和连接隧道壁间的连接处会形成填充波，这可以看作一个移动的水跃。此时形成的浪涌高度有限，并向隧道上游移动，如图4-32所示。当填充波移动到隧道的上游起始端时（这时候已经充满了水），反射的压力波向下游的隧道传播，并且会在隧道内产生反冲作用，在溢流井、跌水竖井或通风管处形成气爆水柱。

图4-32　深隧内填充波的传播

（2）跌水竖井夹带空气

在竖井处可能产生过量的空气夹带，如跌水竖井可以通过在深隧顶部附近气泡的累积而形成巨大的高压空腔，如图4-33所示。当高压空腔通过可能的逸出点，如跌水竖井或通风管，都会有压强增加或者强制逸出现象。空腔由于浮力作用会后移阻碍水的流动，同样，在高压状态下，也可能会造成大量的空气反喷而损坏构筑物，或者当水流流到气体逸出的竖井时形成气爆水柱。(www.daowen.com)

图4-33　过量气体夹带而形成的高压空腔

（3）通风不畅

当深隧初始进水时为自由液面，流量增加过程中原本在水面上的空气就必须逸出深隧。假如隧道系统没有足够的空气排放点，那么空气可能被困在深隧中，且压力不断增加，形成高压空腔。正如前文中提到的，高压气体逸出深隧时形成气爆水柱。

（4）受困空气包

另一个产生空气包的潜在原因是上游来水的迅速增加，超过了下游深隧的重力流排水能力，入流的下游流量成为满管流而远处更下游仍为自由液面流，隧道内气体未能及时排放，形成受困气穴，如图4-34所示。受困气穴的压力会持续增加形成高压空腔，高压气体可能在与大气相通的通道处形成气体反喷作用或者形成气爆水柱而逸出深隧。

图4-34　深隧内部受困空气包的形成

实践表明，深隧快速充满会造成瞬间水力波动，即浪涌现象。正常的浪涌现象在深隧运行中不可避免，合理的方案设计可以将浪涌的影响控制在可接受的程度。通常，高压空腔引发的气爆或喷涌现象对深隧的负面影响更大，所以，深隧设计过程中，如何避免气爆的发生应该得到更大关注。