随着我国交通建设的快速发展，公路隧道数量不断增加，隧道施工遇到的不良地质问题越来越多。如何避免或减少隧道坍方的发生，以及在坍方发生后如何迅速有效地进行处理也越发引起关注。本文在结合某高速公路隧道工程实践的基础上，综合分析研究了该隧道塌方产生原因、机理。通过应用有限元计算软件进行数值模拟分析，研究隧道在坍方地段的施工力学特性，揭示坍方形成的条件、过程，分析坍方形成过程中围岩应力、应变、位移的变化规律。并且与监控量测数据包括围岩与初期支护接触应力、围岩内部位移、钢支撑应力进行对比分析，尤其对塌方断面附近的监控点数据加以深入研究，分析坍方形成过程中初期支护的内力变化规律、洞周位移变化规律及围岩内的位移场变化规律等，总结出隧道坍方形成过程中各个参数的变化规律以及相互关系。 对于大规模隧道塌方的处治，本文结合湖北省沪蓉西高速公路父子关隧道施工过程中右幅YK35+445塌方处治施工实践，分析研究了其塌方产生原因，给出实践中的综合处治方案并分析其适用性，并对长管棚处治塌方技术方案进行了论述与分析。最后，通过监控量测对处治效果进行了分析和评判，力求对未来公路隧道施工塌方预防和处治工作有所指导和借鉴作用。