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依托芜合高速公路试刀山隧道改扩建工程，介绍了改扩建施工方案。通过建立有限元模型模拟开挖过程，分析隧道改扩建过程中围岩的变形，扩挖完成后的拱顶沉降、周边位移的特征，初支的应力变化规律。结果表明，隧道扩挖完成后最大竖向位移12．7mm，初期支护最大弯矩116．2kN·m，中隔撑的最大弯矩为119．2kN·m；采用加中隔撑的扩挖方案可保证施工安全。隧道扩挖施工后隧道开挖量较大的一侧围岩产生的竖向位移大，初期支护弯矩、轴力、剪力均表现出不对称性，扩挖过程中应及时支护、加强监控量测。