我国西部已建成的隧道有一半以上位于岩溶地区。岩溶地质给隧道的修建和运营带来了众多问题,其中,以岩溶突涌水问题最为严重。国内岩溶地区已运营的公路隧道衬砌结构受建造时技术条件的限制,经常出现渗漏水病害,甚至衬砌结构受局部高水压击溃发生突水、涌水的情况也屡见不鲜。本文以重庆某高速公路隧道为依托,针对深埋岩溶公路隧道在运营期间发生局部高水压作用下衬砌结构失稳破坏问题,在现场调研和专项检测的基础上,结合理论分析、室内模型试验及数值模拟等方法,对深埋局部承压岩溶公路隧道衬砌结构力学行为开展了深入地研究。论文主要研究成果为:（1）通过对某公路隧道衬砌结构水压致裂病害现象调查及现场专项检测,分析了某隧道衬砌结构水压致裂病害产生的影响因素;在此基础上,揭示了深埋局部承压隧道衬砌失效的致灾条件。研究结果表明,岩溶隧道衬砌水压致裂的主要影响因素为围岩与地下水因素、设计与施工因素、防排水设计因素;深部局部承压隧道致灾条件主要为岩溶垂直发育、较高的含水构造的能量储存、岩溶溶腔岩壁稳定性受到削弱。（2）在岩溶隧道衬砌结构受力计算模型简化的基础上,基于荷载结构法原理和水压与围压叠加计算原则,建立了局部高水压作用下隧道衬砌结构内力计算模型,通过求解相应的衬砌柔度系数、弹性抗力分布和Mathematica软件编程,用迭代方法求出不同局部水压作用下的隧道衬砌结构内力及位移分布规律。（3）研发了一套能够模拟局部高水压作用的隧道衬砌结构受力相似模型试验装置;基于相似理论,开展了不同高水压作用位置下隧道衬砌结构受力相似模型试验,获得了在局部高水压作用下衬砌各特征点内力变化规律及隧道衬砌破坏模式。（4）通过对依托工程三维数值模拟分析,获得了深埋岩溶隧道在边墙局部高水压作用下衬砌结构受力及变形规律,并与模型试验及现场调研进行了对比验证。（5）采用数值模拟方法开展了不同局部水压作用于隧道拱顶时衬砌结构受力及变形特征研究,获得了不同水压大小、水压荷载宽度下衬砌结构受力及变形规律。研究结果表明:隧道拱顶处变水头高度和不同荷载宽度作用下,衬砌结构内力及变形仍呈对称分布。随着水压荷载增加,衬砌内力由拱顶往两侧逐渐增大,在拱脚处达到最大,但仰拱处内力变化不大。衬砌结构整体向内部挤压变形,两侧拱腰和边墙处向外挤压,产生向外扩展的变形,其中最大水平位移出现在两侧拱腰处,最大竖直位移出现在拱顶处。水压荷载宽度对内力及变形均产生较大影响。（6）采用数值模拟方法开展了不同局部水压作用于隧道左边墙时衬砌结构受力及变形特征研究,获得了不同水压大小、水压荷载宽度下衬砌结构受力及变形规律。研究结果表明:隧道左边墙处变水头高度和不同荷载宽度作用下,衬砌结构内力及变形由对称分布转变为左侧大,右侧小。轴力由左侧边墙向左侧拱腰和左侧拱脚逐渐减小,而弯矩则出现正弯矩最大为左侧边墙,最大负弯矩位于左侧拱脚,随着水压力值变化,反弯点也跟着变化;整体位移以水平向位移为主,左侧边墙水平位移最大,左边墙至左拱腰、左边墙至左拱脚竖向位移较大。水压荷载宽度对内力及变形均产生较大影响。（7）通过对依托工程原防排水设计分析,提出了公路隧道局部承压段防排水设计及衬砌结构加固设计方案及处治技术。结合论文研究成果,提出了局部承压岩溶段隧道防排水原则和岩溶隧道局部穿越不同岩溶条件时衬砌结构设计方法及处治措施。