岩溶区隧道地下溶洞、突水、突泥现象屡见不鲜，已然成为隧道安全施工的难点。研究地下工程超前预报技术，制定系统地施工、支护以及稳定性分析系统，为深埋岩溶隧道的安全施工提供技术手段。利用理论分析、模型研究、数值模拟和对比分析等研究方法，基于沪昆客专玉昆段上院隧道现场施工，对在复杂条件下的深埋岩溶隧道突水机理和处理方法进行了研究，建立了“现场施工—理论分析—数值模拟—处理方案—监控量测—稳定性分析”的系统的安全施工体系，得出结论：(1)引入损伤力学和断裂力学薄板研究模型，研究了水平和竖直方向上的薄板受力情况并得以简化，得出了岩溶区岩体发生拉剪和压剪破坏的水头压力临界平衡公式。(2)根据现场工程实际情况，对岩溶隧道裂隙机理进行了应用，验证了其合理性和适用性。(3)运用FLAC3D对隧道开挖至溶洞大厅的掌子面，开挖不同断面的应力、位移、塑性区情况进行了动态模拟，初步确定了隧道支护参数，指导现场施工。(4)基于裂隙突水规律，制定了岩溶隧道防排水措施、超前小导管加固、基底加固处理措施施工方案，对地下溶洞突水进行了及时的治理，经过监控量测分析，取得了较好的工程处理效果。