拉萨-林芝铁路线路总体上沿雅鲁藏布江展布,其中桑日-加查峡谷段地形陡峻,不良地质现象发育,铁路选线通常以长大傍山隧道和复合式越岭隧道来躲避重大不良地质条件,在河谷高地应力作用下,隧道施工中经常出现岩爆和大变形等围岩失稳问题,不仅影响施工进度,而且威胁施工人员和设备的安全。因此开展桑日-加查峡谷段河谷地应力场特性研究和河谷高地应力对傍山深埋长大隧道的影响研究,不仅对滇藏铁路修建和运营具有重要的实际意义,而且对西部高山峡谷区其他重大工程建设具有重大的指导意义。本论文研究选择以桑日-加查峡谷段为例,通过现场调研、现场试验、地质力学分析、地应力统计分析、数值模拟等方法,研究构造应力场的演化历史,以及研究区现今应力场基本特征,对河谷高地应力条件下的隧道开挖进行岩爆预测研究,具体内容和取得的成果如下:(1)通过对野外地质资料的分析论证,深入认识了研究区地形地貌、地层岩性、地质构造等工程地质条件,对河谷的形成与演化进行了初步分析。(2)对研究区域构造应力场演化进行分析,得到区域第四纪早期构造应力场和现今构造应力场特征,在青藏高原主体部分,最大主压应力方向为北北东,在高原北、东边缘变化较大,并对实测地应力数据进行统计分析,得到研究区构造应力场以北东-北北东向近水平挤压为主,局部地区出现偏转。(3)对河谷岸坡区岩体结构面进行了详细调查,对主要结构面进行了精细描述和分析,对关键控制性结构面做重点分析,得出该区域内,结构面优势发育方向为192°∠64°、102°∠79°和26°∠43°。(4)通过收集大量的地应力实测资料,分析了研究区的实测地应力的应力方向的分布规律。研究了区域地壳浅层实测地应力随埋深的变化规律,建立了研究区垂向应力σv、最大水平主应力σH、最小水平主应力σh随埋深的散点分布图,并进行了相应的统计分析。(5)分析河谷演化史,概化河谷下切方式和期次,建立研究区三维地质模型,利用FLAC3D数值计算软件,以地应力实测资料为依据,对研究区域初始地应力场进行了反演分析,查明了雅鲁藏布江桑日-加查峡谷段河谷应力场的应力分布特征。(6)在隧址区工程地质调查和勘探的基础上,结合河谷高地应力场的分析研究,用数值模拟研究高地应力对隧道工程的影响,分析隧道开挖后的二次应力场,评价隧道发生岩爆的可能性,并提出有效的防治措施。