管道型岩溶因岩溶裂隙经过进一步溶蚀扩大,呈现汇流的管道特征,且岩溶管道在地下水循环系统中有导水路径的特征,发生突水涌泥时,灾害影响比较严重。本文以在建的贵州省毕节市至二龙关(省界)高速公路大寨隧道为工程依托,对管道型岩溶隧道突水涌泥致灾机理及处治技术进行研究。首先,通过建立修正后的围岩最小防突厚度和充填介质渗透、滑移失稳力学模型,并运用到大寨隧道的工程实践中进行分析预测;然后,运用FLAC3D有限差分软件建立三维模型,分析岩溶管道渗透突水机理的预测分析;最后,将预测分析结果应用到大寨隧道突水涌泥的处治措施中。本论文主要得到以下几个结果:(1)通过发生突水涌泥的灾害特征和机理分析,建立相关力学模型,得出:(1)隧洞发生突水涌泥时围岩最小防突厚度的界限条件;(2)充填介质渗透、滑移失稳时充填体的稳定系数K,以此来判断该处是否发生突水涌泥情况。(2)分析渗流基本定律、应力场和渗流场的相互作用机理,利用FLAC3D的分析方法,建立三维数值模型,进行了四个方面的研究:(1)分析流固耦合前后的围岩应力、孔隙水压力及竖向位移的变化,发现由于水压渗透影响,孔隙水压力和围岩有效应力有所降低,隧洞周边沉降增大;(2)当围岩在不同侧压力系数的情况下,得出随着λ的不断增大,隧洞围岩的塑性区不断增大,最终导致突水涌泥;(3)在不同溶腔水压力作用下,充填介质和隧洞之间的应力、位移和塑性区的变化,得到随着P的增大,应力、位移和塑性区都在不断增大,最终导致隧洞突水涌泥现象;(4)最后分析不同充填厚度对隧洞的影响,通过周围塑性区和内部位移变化,表明随着充填物的增加,隧洞发生突水涌泥的现象会愈来愈小。(3)通过对管道型岩溶隧道发生突水涌泥灾害的机理和模拟预测分析,提出大寨隧道发生突水涌泥灾害的处治技术。本论文取得的研究成果,不仅可以考虑管道型岩溶隧道中充填介质的渗透破坏模式,提出破坏形式的条件,而且可以综合考虑施工扰动因素和水压作用,揭示岩溶管道的致灾机理,以及隧道施工前期所采用的预测预报方法及出现突水涌泥灾害时的处治措施,这些都对隧道工程中出现类似灾害的防治具有现实意义。