随着我国基础建设重心逐步向岩溶地质分布广泛的西部地区倾斜,地铁建设和地下管廊建设成为基建的重点项目,然而复杂多变的岩溶地质俨然已成为西部轨道交通发展所面临的巨大挑战。特别是城市地铁建设中,盾构隧道穿越溶洞密布的复杂环境时,若能合理的预测溶洞与隧道两者间的安全距离并妥善处治隐患溶洞,不仅事关隧道施工安全和周围建筑物安全,还有利于隧道百年内的安全运营和减小高昂工程造价。因此本文将针对溶洞与隧道间的安全距离及溶洞处治技术展开系统研究,主要进行了以下几方面的工作:(1)首先从隧道与溶洞结构稳定性角度出发,基于岩层破坏机理讨论了溶洞存在时,隧道开挖引起的围岩应力变化;进而提出岩溶隧道安全距离的判断依据,即溶洞塑性区与隧道开挖塑性区贯通时,该临界状态所对应的两者最短距离为安全距离;归纳总结出影响安全距离的七大因素及取值范围。(2)研究了不同溶洞状态下,盾构隧道开挖的围岩稳定状态。考虑盾构隧道开挖与溶洞的空间效应,建立了盾构隧道开挖的三维有限元数值模型。鉴于溶洞形式多变,针对溶洞数量、溶洞相对于隧道位置以及不同填充状态三种形式,从位移场、应力场、塑性区域全面分析了岩溶隧道开挖的围岩变化,并得出了多个溶洞比单个溶洞对隧道影响更大、隧道各个方位溶洞影响各不相同及填充物对溶洞稳定性影响较小的规律。(3)设计并建立了岩溶隧道安全距离与各个影响因素关系的预测模型。为进一步了解岩溶隧道安全距离与各影响因素间的具体关系,筛选出围岩参数、侧压力系数、隧道埋深、溶洞高宽、溶洞跨度、溶洞相对位置六个重要因素,采用均匀设计法设计了关于岩溶隧道安全距离的48组数值模拟试验,针对双溶洞位于隧道上部、隧道侧部及隧道下部三种大工况,分别进行16种影响因素组合的数值模拟,每一种组合经过不断折减双溶洞与隧道距离,直至恰好达到临界状态,获得相应安全距离。采用统计学中逐步回归法分析各个影响因素与安全距离的线性关系以及相关性影响,获得讨论范围内安全距离的预测模型。(4)针对南宁市岩溶区盾构隧道开挖工程实例,结合安全距离预测模型对位于隧道上方、侧方、下方三种方位溶洞分别进行预测,通过与设计安全距离及实际安全距离相比较,验证了预测模型的可行性,说明该模型有助于判断实际工程的溶洞处理范围。进而归纳现有岩溶处治技术,并详细分析了处理范围内不同状态溶洞的处治技术及细节,为今后的岩溶区隧道施工提供参考。