隧道建设过程中，塌方是最为常见的安全事故之一。塌方会造成施工工期延误、生命财产损失，并可能成为隧道运营过程中重要的安全隐患。因此，对隧道塌方形成原因进行系统深入的研究十分必要，对今后隧道工程建设的安全与质量均具有重要意义。沪蓉西高速公路扁担垭隧道为深埋公路隧道，其所处的地质条件复杂，地应力水平高，隧道在建设过程中共发生了10多处变形开裂和7处塌方，严重影响了隧道的施工安全和进度，增加了工程投资。本文以扁担垭隧道YK45+095～YK45+085段施工过程中的塌方事故为研究对象，从岩体结构特征、初始地应力场、初期支护结构、爆破振动和施工质量等多个方面分析研究了该塌方事故的形成原因，得出了引起该段隧道塌方的主控因素。论文主要研究工作和成果如下：　　 首先，本文对扁担垭隧道YK45+095～YK45+085塌方段在未实施初期支护前围岩的稳定性进行了系统的分析研究。在塌方段层状围岩结构特征和变形破坏模式的基础上，归纳总结出塌方段层状围岩的地质模型，并进而分析地质模型的受力特点，将地质模型进一步简化成简支梁力学模型。考虑层状围岩强度、层厚和节理间距等岩体结构特征，分析了在地应力作用下简支梁模型的稳定性，得出了随着层状岩体沿层面方向抗拉强度的减小、岩层层厚和节理面间距的减小及隧道埋深的增大，隧道开挖后洞顶层状围岩的稳定性变差等结论，进而得出了塌方段层状围岩的失稳机理。此外，在地质模型的基础上，采用离散元软件UDEC对岩体结构面间距进行扩大简化处理后的隧道围岩进行数值模拟计算，全面分析了塌方段隧道围岩的稳定性，模拟结果亦表明塌方段层状围岩在开挖后是不稳定的。　　 然后，对扁担垭隧道YK45+095～YK45+085塌方段围岩-初支结构的稳定性进行了系统的分析研究。分别运用基于隧道围岩分类的工程类比法和喷锚共同作用原理对隧道YK45+095～YK45+085塌方段喷锚支护结构进行了重新设计，验算分析了原有初期支护设计方案的合理性，得出了塌方段喷射混凝土厚度的不足。在此基础上，运用基于赤平投影图的正投影图解分析法，找出了隧道塌方段拱顶可能存在的最大不稳定块体并运用局部喷锚作用原理计算分析了在系统锚杆的作用下该不稳定块体的稳定性，得出最大不稳定块体在系统锚杆作用下是不稳定的结论。随后运用有限差分软件FLAC3D模拟分析了围岩-初支结构在静力条件和爆破振动条件下的稳定性，结果表明静力条件下喷锚作用明显，但在爆破作用下，隧道围岩-初支结构可能在爆破振动作用下发生破坏。　　 最后，在总结前面塌方段隧道围岩稳定性和围岩-初支结构的稳定性基础上，得出了塌方段围岩岩体结构特征和隧道开挖时的爆破振动是造成塌方段塌方的主控因素的结论，得出了扁担垭隧道YK45+095～YK45+085段塌方的形成原因。