随着国民经济的迅速发展、西部大开发战略的实施,公路运量大幅度增长,既有线的技术改造在建设中占有重要的位置。在既有线的改造过程中,既有隧道作为线路改造的控制工程也必须同时进行改造。由于受地质地形条件和施工条件的限制,很多情况下不能新建复线,需要在既有隧道的基础上进行扩建,扩大既有隧道净空断面以增加行车车道,满足交通客流量增加的行车需求。目前对既有隧道的扩建工程方面的研究还较少见,因此对既有隧道扩建工程施工进行研究就显得尤为重要。本文采用数值分析的方法,对盘龙山隧道工程的扩建工程施工进行了力学行为研究,得到施工过程中的隧道的应力、应变规律,为隧道扩建工程施工提供参考。本文根据所模拟分析的隧道施工实际情况,作了以下一些研究研究工作:首先,通过对洞口加宽段扩建施工过程三维弹塑性有限差分模拟分析,得出了既有公路隧道扩建工程在地形和施工偏压综合作用下围岩、支护结构的基本受力和变形规律。其次,针对不同围岩级别的洞身一般段扩建施工分别进行二维和三维数值模拟分析,得出了既有隧道扩建工程在施工偏压的影响下,围岩的应力场和位移场的变化,支护结构的应力场分布状况等。结果表明,在地形的偏压作用或者施工偏压作用的影响,隧道左、右两侧应力和变形具有不对称性,右侧拱脚、拱顶部位的施工是控制整个施工过程的主要环节,在施工的过程中要及时支护并加强支护参数。此外,在洞口加宽段和洞身一般段的交接面处,由于存在较大的错台,该断面围岩及结构力学效应比较复杂,设计和施工中应予以重视,加强支护。本文的研究工作可为既有隧道扩建的设计和施工起到一定的参考,希望能对既有隧道的改扩建工程起到积极的推动作用。