依托福州某隧道扩挖工程,通过有限元与隧道模型试验,对既有双洞分离式四车道隧道原位扩建为八车道的受力与变形规律进行研究。利用Midas有限元软件进行三维数值模拟,研究了既有分离式双洞四车道隧道原位扩建为双洞八车道隧道的动态施工过程,依据相似原理开展隧道模型试验,对既有双洞隧道原位扩建的施工过程进行模拟,研究结果表明:（1）荷载释放系数（LDF）对数值模拟结果影响显著,当荷载释放系数为0.6时,能较准确反应本工况施工力学规律;扩挖先行洞（既有北洞）过程中,最大围岩应力及最大水平位移均发生在右拱腰,最大竖向位移发生在仰拱;扩挖后行洞（既有南洞）过程中,在左拱腰处测得最大围岩应力,在右拱腰处测得最大水平位移,最大竖向位移发生在拱顶。（2）当隧道掌子面推进至监测断面时,围岩荷载释放率最大,后行洞施工对先行洞围岩应力产生影响,先行洞仰拱处围岩受影响最明显,该部位围岩应力增幅19.1%。（3）现场实测数据与数值分析结果数值相近,规律也大致相同,隧道扩挖过程相对安全。（4）南北洞隧道扩挖贯通后,地表沉降曲线近似呈“W”形,地表总沉降值为2.189mm;后行洞扩挖引起的地表沉降最大值大于先行洞,后行洞地表沉降稳定时间约是先行洞的1.6倍。（5）扩挖施工过程中,先行洞与后行洞拱脚处均产生偏压现象,且后行洞施工加剧先行洞右拱脚受力,导致该处围岩应力增幅39.9%。位于中间岩柱部位围岩应力受后行洞扩挖影响出现不同程度的增长,但增值小于先行洞扩挖,表明中间岩柱区域围岩应力受先行洞扩挖影响大于后行洞。（6）扩挖后行洞导致先行洞衬砌拱顶、左右拱肩、左拱脚轴力减小,左右拱腰、右拱脚及仰拱轴力增长,因左右拱脚位置轴力一增一减,使拱脚位置偏压加剧;后行洞扩挖造成先行洞衬砌拱顶、左右拱肩、右拱脚及仰拱部位弯矩增大,左右拱腰和左拱脚部位弯矩值减小,拱顶弯矩值增幅最大,值为47.5%,右拱腰位置弯矩值减幅最大,值为15.3%。本研究成果不仅为分离式双洞隧道原位扩建工程提供指导,也为其他型式隧道改扩建工程提供参考。