隧道具有极大改善行驶条件,提高交通运输能力的特点,在交通网络中具有重要地位,但由于交通量的爆发式增长,目前国内很多早期修建的隧道往往成为交通拥堵的“重灾区”,可供选择的缓解交通压力方式目前有在旧址附近新建新隧道和对旧隧道进行原位扩建,后者在国内成功的案例尚少,根本原因在于拆除过程中以及扩建过程中隧道衬砌和围岩的相互影响机理研究成果不多。本文以重庆市中梁山隧道群中新宋家沟一号隧道左线原位扩建工程为依托,结合现有的工程地质资料和相关设计文件对新宋家沟一号隧道左线原位扩建工程施工方法进行研究,并对隧道原位扩建过程中出现的浅埋大变形问题处置方案进行分析,通过有限元数值分析软件MIDAS/NX对出现的浅埋大变形问题处置方案进行数值模拟并对模拟结果进行相关分析,并结合现场监控量测数据结果与数值模拟结果相对比进行理论分析。主要研究成果如下:(1)对依托工程隧道进行扩建方案研究,一共进行五种方案设计,最后结合依托工程所处的环境条件并经综合对比分析后得出方案三为最终的设计方案。同时对新宋家沟一号隧道左线施工方案进行分析,初步选取两种施工方案具体为:层层开挖法和CD法开挖。最后经过理论分析并结合工程实践经验确定新宋家沟一号隧道的开挖施工方案为CD法开挖。(2)对新宋家沟一号隧道左线施工过程中产生大变形原因进行分析,得出其产生大变形主要原因为:地质条件、地应力与地质构造、施工方法、支护状况等原因。同时对新宋家沟一号隧道左线施工过程中产生大变形问题进行紧急处理,其主要措施为对洞内初支进行了支撑加固,地表裂缝采用高标号水泥砂浆进行封闭,和在地表变形影响范围外增设截水沟。(3)对隧道注浆加固技术进行研究,主要对径向注浆加固机理及作用进行研究和分析,同时对新宋家沟一号隧道左线施工过程中产生大变形围岩区段进行径向注浆加固。(4)对隧道大变形问题后经加固处理后,隧道在开挖过程中各项监测数据进行监测和分析,选取具有两个代表性的断面分别为:ZK1+690断面和ZK1+678断面进行地表沉降、周边收敛、拱顶下沉及临时支护结构受力的数据进行监测和分析。数据分析得出隧道产生的大变形问题经加固处理后,在后期隧道开挖过程中各项监测数据均正常,同时各项监测数据与模型计算数据结果差别较小。