南吕梁山隧道位于山西省临汾市境内,设计为双洞单线隧道,两线间距30m。隧道最大埋深约560m。隧道线路贯穿于南吕梁山山脉以东及临汾盆地边缘丘陵区。隧道下穿五个煤矿及多个采空区。采空区岩体会受到多次采动影响,原始结构遭到破坏,岩体破碎,形成大量裂隙并且含有采空区积水。这些不利条件都会对南吕梁山隧道的稳定性构成严重威胁。本文以南吕梁山隧道下穿采空区段为研究对象。依据采空区段地质概况和隧道初步设计方案,依据弹塑性理论、防水岩柱理论和天然拱理论,经过理论计算得出采空区下隧道稳定性影响因素的评价条件,根据隧道接近施工法得出了影响隧道安全稳定性的设计参数。同时,本文的重点是利用FLAC3D数值模拟软件分析了采空区与隧道在不同相互位置的情况下,煤层开挖前后隧道围岩应力与位移的变化,系统分析了采空区与隧道的位置关系及其对隧道安全稳定性的影响。在此基础上,还提出了采空区相对于隧道位置的具体方案,对防止其他方案可能出现的灾害给出了建议。通过上述研究,本文不仅对南吕梁山隧道采空区段的安全稳定性影响因素有了系统的分析,还着重根据实际情况进行了数值模拟分析,对隧道围岩的应力变化和变形规律有了深入的研究,为评价南吕梁山隧道的设计方案提供了理论依据,保障了今后隧道的施工和运营安全,对同类工程也有参考价值。