本文以云山主隧道与斜井(3#)空间交叉结构及风机房地下洞群施工为研究对象,采用理论研究与数值模拟相结合方法,针对主隧道与斜井空间交叉结构、风机房洞群开挖过程中的变形、应力、裂缝分布等的变化规律,交叉隧道以钢纤维混凝土为初期支护的施工力学行为及安全评价等问题进行了系统分析,完善了现阶段以经验为主的设计施工技术,为空间交叉结构及地下洞群的安全施工提供了技术保障。主要研究内容如下：(1)针对隧道交叉连接段设计中的技术难点,通过有限差分数值模拟方法,研究了主隧道与斜井交叉连接段在不同开挖方式、交叉连接段采用不同加强长度情况下的动态施工力学行为,从宏观上把握了利用斜井“分断”主隧道实现新增开挖工作面条件下,随主隧道向两边开挖施工进程所引起交叉连接段的围岩变形、塑性区分布、支护结构受力等时空演化规律,评价围岩及支护结构的稳定性,所获研究成果为保证隧道空间交叉结构的施工安全、顺利,使隧道结构支护受力合理以及为设计优化,提供了技术保障。(2)针对风机房地下洞群结构的复杂性,选取包含风机房主体洞室的结构单元,建立三维数值模型,探明了风机房在不同开挖方式情况下,围岩变形、支护结构裂缝分布、支护结构与围岩洞周接触应力演变的施工力学过程及行为,获得了随风机房开挖过程中风机房地下洞群交叉部结构与围岩接触应力分布及规律,为3#斜井地下风机房“群洞”设计施工优化提供了技术支撑。(3)针对钢纤维混凝上有别于一般混凝土的拉伸软化、剪切软化性能,在有限元方法中引入钢纤维混凝上特征参数,分析钢纤维混凝土应用后隧道交叉连接段局部范围内的位移变形、裂缝分布、接触应力等变化过程,探讨其施工力学及合理的支护参数,为设计、施工提供相关依据。