随着国家综合实力的日益提升,尤其“西部大开发”战略、国家“十四五”规划以及“一带一路”倡议的大力实施,交通、水利水电等重大地下工程建设迎来了全新的发展机遇,使深长隧洞（道）工程的建设有了长足的发展,我国隧洞（道）建设的规模与难度已位居世界之首。一大批深长隧道工程正逐步向地形地质极端复杂的西南部山区与岩溶地区发展。在岩溶地区进行隧道施工时,经常遇到突涌水等大型地质灾害,严重威胁施工现场的人员及设备安全,给国家造成严重的经济损失。岩溶地区深长隧洞突水灾害难以遏制的根本原因在于突水的发生机理和演化本文以岩溶地区深长隧洞突水机理为主要研究对象,依托中国某深长隧洞工程,通过工程现场调研、模型试验、数值计算和理论分析等手段,深入研究了开挖扰动和溶洞水压联合作用下岩溶地区深长隧洞的突水演化过程、防突岩体破坏机理以及临灾判据,取得了具有一定理论价值和工程意义的研究成果,主要包括:（1）根据岩溶地区隧洞突水灾害相关案例和文献,归纳总结了岩溶地区深长隧洞突水灾害的类型和影响因素,从微观和宏观角度分析了其成灾机理,并根据溶洞的发育特征、地下形态、尺度大小以及与隧洞的位置关系,建立了隧洞-溶洞系统概化力学模型,为定量研究岩溶地区深长隧洞突水机理研究奠定了基础。（2）自主研发设计了模型试验中单一溶洞地质条件和溶洞-结构面复合地质条件的制作装置和方法,解决了模型试验中单一溶洞、单一结构面和溶洞-结构面复合地质条件制作的难题,为模型试验中复杂地质条件的构建提供了一种新思路。（3）依托中国某深长隧洞工程出现的突水灾害,开展了单一溶洞地质条件和溶洞-裂隙带复合地质条件下深长隧洞突水模型试验,真实再现了在开挖扰动和溶洞水压联合作用下的防突岩体破坏突水发生全过程,得到了灾变过程中伴随发生的位移、应力和渗透压力等前兆信息的变化规律,揭示了防突岩体失稳全过程的灾变机理。综合分析试验结果表明岩溶地区深长隧洞突水灾害的实质是防突岩体在开挖扰动和溶洞水压联合作用下持续损伤的结果。（4）为验证模型试验的有效性,利用MATLAB语言对MatDEM离散元软件进行了二次开发,提出了一种单一裂隙和随机裂隙群的生成算法,解决了不同裂隙的建模问题,实现了溶洞-裂隙带复合地质条件下深长隧洞突水过程的模拟。模拟结果显示位移、应力和渗透压力数值变化过程均与模型试验结果吻合,验证了模型试验的有效性。（5）提出了综合利用复变函数中的柯西积分法与Schwarz交替法,来求解无限弹性空间内椭圆形溶洞地质条件下任意布置位置的圆形隧洞施工弹性问题的理论计算方法,得到了上述地质条件下隧洞开挖后围岩应力解析解的显式表达式。在此基础上,最终提出了基于Griffith强度准则采用MATLAB编程求解中小尺度隐伏溶洞与隧洞间最小防突岩体厚度值的计算方法,得到了最小防突岩体厚度理论计算值,并通过工程算例验证了该计算方法的合理性。（6）基于依托工程及模型试验突水演化过程的特征分析,提出了溶洞-裂隙带复合地质条件下深长隧洞突水灾害演化过程的概念模型,该模型分为四个阶段,分别为初始平衡、原始裂隙扩展、突水通道形成和隔水岩体破裂失稳。基于此,采用断裂力学原理分别建立了深长隧洞拉剪断裂突水和压剪断裂突水的临界水压理论计算公式。工程算例表明本文推导的临界水压计算公式具有较好的适用性和准确性。