随着国家西部大开发计划和一带一路的提出,我国山岭隧道修建数量骤增,越来越多的隧道在开挖过程中遇到瓦斯赋存煤层,这大大增加了隧道工程建设的施工难度和施工风险。隧道瓦斯灾害通常受到高压高浓度瓦斯和施工扰动煤层结构两方面影响,致使其内部瓦斯压力重分布。本文开展了煤岩中瓦斯赋存形式、瓦斯扩散和渗流发展特征等研究,建立了含瓦斯煤岩隧道中“空气-瓦斯”双组分运移规律气固耦合方程;基于桐梓隧道现场条件,利用COMSOL Multiphysics有限元软件构建气固耦合模型,分析了隧道揭煤过程中煤层内瓦斯运移的时空演化规律,实现了瓦斯隧道施工风险评价,完善了瓦斯隧道风险评估体系;在上述研究基础上提出了针对性防治隧道瓦斯灾害措施。本文主要成果如下:（1）通过对瓦斯赋存形式、瓦斯扩散和渗流等相关理论分析,建立了“瓦斯-空气”双组分煤岩瓦斯气固耦合模型。（2）基于气固耦合方程建立了多物理场耦合分析模型,实现了隧道揭煤全过程中的煤岩瓦斯运移仿真,并得到了现场实测数据的验证。（3）随着时间推移,瓦斯压力和瓦斯含量先迅速减小,后缓慢减小;在距掌子面10米以后,瓦斯压力和瓦斯含量几乎不变;瓦斯在掌子面底部、中心和顶部的压力和含量大致相同。瓦斯的压力梯度和流速随时间先增大后趋于稳定;靠近掌子面处的瓦斯压力梯度和瓦斯流速最大,距离掌子面越远压力梯度和流速越小。（4）对影响隧道煤岩内瓦斯运移规律的四个因素进行了影响性分析,可知初始瓦斯压力>埋深>揭煤长度>煤层厚度,因此在后续风险评估和对应措施中,应着重考虑初始瓦斯压力和地应力的影响因素。（5）随着时间推移,瓦斯压力逐渐变小,低压区等值线向周围扩展。与裂隙瓦斯压力分布类似,初期高压集中在掌子面周围,随着开挖的进行,掌子面周围压力逐渐降低,压力梯度减小,低压等值线逐渐向周围扩展。初始阶段空气高浓度区主要分布在隧道壁附近,隧道揭煤导致有大量空气涌入该区域,距离掌子面越远,空气浓度越低。基于此可知隧道内通风的重要性,并设计了桐梓隧道通风方案。（6）基于桐梓隧道现场情况及数值模拟结果,建立了基于粗糙集多层次可拓体系的揭煤过程瓦斯隧道风险评估模型,并在桐梓隧道实际工程得到了应用,与实际情况十分相符,证明了该评估模型的有效性和科学性。（7）最后结合数值模型分析和危险性评价结果,提出了隧道瓦斯灾害防治的针对性措施,同时分析了道路工程建设中隧道对地质环境的影响。研究成果可为公路隧道揭煤过程中的瓦斯防治提供一定的思路指导和理论依据。