隧道病害是长期困扰我国交通运输事业可持续发展的一个关键问题，主要包括水害、冻害、衬砌裂损和衬砌侵蚀等表现形式。其中，水害最为常见，通常还是其它病害的直接诱因，欲根治隧道病害，治理好水害是重中之重的工作。 作为铁道部湘渝线扩能工程的瓶颈，建于二十世纪70年底初期的大巴山隧道存在基底翻浆冒泥、衬砌裂损和拱顶渗漏水等严重病害。为此，本文以大巴山隧道为研究对象，通过其病害成因的调查分析和现场试验，最终提出全面、彻底、安全、经济、可行的整治方案。 本论文应用水文地球化学、同位素水文地质学、水环境化学、地下水动力学、专门水文地质学等学科的基本原理和方法，对现场实测数据和收集到的大量资料进行了深入的分析和计算，查明了大巴山隧道隧址区的地下水环境状况和水动力特征，确定了隧址区地下水运移的相关参数，提出了病害的整治方案，同时在对不同整治模式进行技术、经济比较的基础上，提出了隧道翻浆冒泥病害整治的最优方案。 本论文结合基础地质与水文地质工作，从地下水“质”的角度去追踪地下水的赋存、运移和分布规律，将大大有助于查明隧道相关病害的成因，从而为最终经济、可靠、彻底地解决隧道病害问题奠定了坚实的基础，研究方法和思路值得今后同类工程借鉴。