随着我国铁路客运专线、高速公路等基础设施建设的进一步发展,西部岩溶地区需要修建越来越多的隧道工程,连拱隧道以其独特的优点被广泛采用。而岩溶的存在使隧道周围岩土体结构发生变化,以致岩土体强度降低,造成岩溶区连拱隧道在施工和运营期间,各类工程问题屡见不鲜。因此,研究连拱隧道在岩溶发育区段的施工力学性态以及岩溶地基在列车荷载反复作用下的累积变形等问题具有重要的现实意义。本文以宜万铁路白云山隧道进口连拱隧道岩溶段为工程背景,采用数值模拟计算、现场监控量测、基于经验拟合公式的实用简化方法等手段,对连拱隧道岩溶段主洞开挖合理顺序、施工阶段围岩和支护结构力学性态、岩溶充填基底累积变形等问题进行了研究,主要完成了以下几个方面的工作:1、采用三维显式有限差分程序分析方法,研究连拱隧道单洞穿越岩溶区时主洞开挖合理顺序,从围岩变形、围岩应力、中隔墙变形、中隔墙应力等方面对比,得出此类工况下应先开挖有岩溶侧主洞的结论。2、采用三维有限元程序模拟方法,分析连拱隧道岩溶段先开挖岩溶侧主洞施工过程中,围岩塑性区分布、支护结构应力、中隔墙应力和变形等,分析认为中隔墙顶部及底部、非岩溶侧主洞边墙及墙脚处等位置是影响洞室稳定性的薄弱环节;隧道开挖过程中,中隔墙偏转同时产生扭转,引起墙体中部向非岩溶侧凸出发生弯曲变形。3、采用现场监控量测方法,对围岩内部位移、支护结构应力、岩溶段基底工后沉降等进行量测和分析,总结了相应变化规律。4、采用三维显式有限差分程序,进行了列车荷载下连拱隧道岩溶段动力计算,分析了支护结构位移和应力响应情况;根据计算结果,采用基于经验拟合公式的实用简化方法,对连拱隧道岩溶段基底长期累积变形规律及运营期沉降进行预测和研究。