双连拱隧道具有占地面积小、接线顺畅、地形限制条件少、空间利用率高等优势，使得它在一些线路不便分离的特定条件下越来越多的被采用，尤其适合于中短隧道情况，有时也应用于长大隧道的洞口段。但由于双连拱隧道结构自身的特点，它的单位工程造价显著提高，结构受力也十分复杂，并且往往还受到地质地形的偏压作用。目前，我国虽然已建成了相当数量的双连拱隧道，但也存在着不少的问题。对于偏压作用下的双连拱隧道，一方面各个施工单位的施工方法不尽相同，某些施工方法较为落后且存在一定的不合理性，施工质量参差不齐；另一方面，关于它的结构设计还有待继续优化，以便改善其受力环境，并降低它的工程造价。因此，系统总结并分析偏压作用下双连拱隧道的施工方法，对其结构设计进行优化研究将显得十分重要。本文以厦门至成都高速公路川黔界至纳溪段上的西湖山双连拱隧道为工程背景，对偏压作用下双连拱隧道的施工方法和结构优化设计进行了系统地总结与研究，主要内容如下：①对偏压作用下双连拱隧道的施工方法进行系统的总结与分析，分别得出了隧道的洞口、洞身和中隔墙存在偏压时，各自适宜的具体施工方法。②对隧道断面形式进行研究，确定出以开挖断面的面积为目标函数的优化方法，然后结合工程实例论述了其可行性和有效性。③基于偏压荷载分布的不对称性，对初期支护结构进行不对称设计，通过有限元计算分析，研究偏压作用下双连拱隧道初期支护结构不对称设计的可行性，并找出了优化后的初期支护结构设计参数。④对二次衬砌结构进行研究，确定出以二次衬砌结构每延米造价为目标函数的优化方法，进而结合工程实例进行论述并得到了二衬厚度的最优解。