该文以相思岭隧道和马宅顶隧道为工程背景和主要研究对象,应用理论分析、数值模拟和现场量测的手段,对当前国内研究不足的大跨连拱隧道的施工工艺以及力学效应进行系统、全面的研究,揭示连拱隧道围岩和支护体系受施工工况的影响规律,得到了一些有益的结论.该文较为全面的收集了国内及日本连拱隧道应用实例的七十个工程,对其应用特点进行了总结,以期对连拱隧道的应用状况及前景建立一个全面的认识.在工程实例总结基础之上,对连拱隧道在适应地质条件,断面与结构特点以及目前采用的施工方法和施工技术特点进行了分析总结.与此同时,对中墙结构的设计形式、施工工艺,中墙与二次衬砌的连接处理和防排水技术,以及适用连拱隧道的施工方法、施工顺序的选择等关键技术进行了系统总结和详细的分析.工程实例所反映的技术特点和关键技术处理代表了国内外连拱隧道设计与施工的总体水平.该文应用同济曙光软件,采用二维弹塑性模型计算分析了施工过程中围岩应力、变形、塑性区和支护结构受地质因素影响的变化特点和规律.同时,分析了不同施工方法(三导洞法和中导洞法)和施工顺序的地表沉陷、中墙应力、二次衬砌内力等因素.此外,对二次衬砌和仰拱施筑时机、中墙施工中的辅助措施等对结构受力以及变形的影响也进行了计算,获得了施工方法等对连拱隧道施工过程中力学效应的影响变化规律.应用MARC软件对相思岭隧道采用中导洞法施工的全过程进行了三维弹塑性计算模拟,获得围岩及支护等在施工过程中受纵向开挖施工影响的反应规律,特别是获得了双洞掌子面相距不同距离时围岩应力和中墙衬砌的受力和变形规律.对于不对称连拱隧道施工过程也进行了三维弹性模拟,对设计采用的格构式试验段中墙在施工中的力学特性进行了计算分析.该文针对相思岭隧道和马宅顶不对称连拱隧道施工过程中的实测数据进行了分析整理,对采用三导洞和中导洞施工方法的连拱隧道,在不同的围岩条件下,地表沉降、围岩位移以及中墙应力的变化进行了研究,一方面为施工提供安全保证,为修改施工参数提供依据,一方面对设计进行检验较核,为同类型工程积累经验.此外,收集了日本小束山隧道以及国内部分连拱隧道施工过程中的实测数据,结合上述两座隧道的测试数据,综合对比分析不同跨度,围岩条件,施工方法、支护参数以及辅助工法的情况下,国内外连拱隧道施工过程中围岩和支护受力、变形的普遍特点和规律,对现行国内连拱隧道的设计参数、施工方法的选择以及施工技术的应用提供参考性的建议.