本文依托广州新白云国际机场第二高速公路机场北隧道基坑工程,地质条件复杂,下伏岩层为中风化石灰岩,岩溶中等发育。在基坑开挖过程中,隐伏溶洞对基坑支护结构及周围土体的稳定性影响不可忽视。本文通过对岩溶发育规律进行分析研究,结合现场工程实际,明确了在岩溶发育地区进行基坑工程建设存在的主要问题与难点;通过分析现场资料,在前人研究基础上,依据模糊数学Fuzzy综合评判准则,确定了室内模型试验相似材料配比,并以盐雕为参考,通过若干组配比试验确定溶洞制作材料,解决了模型试验中材料内部溶洞生成的难题;结合依托工程段实际情况,开展中风化灰岩中隐伏双溶洞基坑开挖室内模型试验,得到施工中支护结构及周围土体的变形特征,并与数值模拟结果进行验证;通过Midas GTS NX有限元分析软件,建立中风化灰岩中隐伏双溶洞基坑开挖数值计算模型,对模型试验进行验证,并对隐伏双溶洞的相对位置关系、相对尺寸大小、相对连通关系8不同工况下基坑开挖稳定性影响进行了数值模拟研究。具体研究成果如下:（1）通过分析现场典型基坑开挖段的岩体物理力学参数,结合了大量有关中风化灰岩和粉质黏土的相似材料配比试验研究,分组设计了试验方案且测定了相似材料基本物理力学参数,利用模糊数学Fuzzy综合评判为依据,选定灰岩第11组材料、砾石层16组、粉质黏土第15组配比分别作为室内试验岩层相似材料。通过分析溶洞本身的物理力学性质及作用机理,以盐雕为参考,设计若干组配比试验,选定细颗粒食盐:淀粉:水=10:1:1的配比制作溶洞,解决了模型试验中材料内部溶洞生成的难题。（2）通过开展中风化灰岩中隐伏双溶洞基坑直立开挖室内模型试验,发现靠近地连墙处土体沉降较大,5cm处沉降值最大,远离地连墙后沉降逐渐减小直至为0;地连墙水平位移值随着深度的增加先增大后减小,其中最大水平值均在埋深14cm处,且随开挖深度增加而增大;在开挖第一层土时,第一道支撑受拉,设置第二道支撑后,第一道支撑轴力呈现缩小的趋势,最大轴力仍然出现在中部横向支撑,两边横向支撑所受影响较小,同时,在两侧有部分横向支撑受压;基坑外侧土体应力随着开挖深度逐渐增大,最大值出现在第二次开挖下埋深为-24cm处,内侧土压力随着开挖深度的增加土压应力值减小,有向拉应力转变的趋势。（3）通过Midas GTS NX数值分析软件对室内模型试验印证无误后,分析了在主动区中隐伏双溶洞在相对位置关系、相对尺寸大小,相对连通关系8不同工况对基坑开挖稳定性的影响。发现各工况下地表沉降均呈现先增大后减小的趋势,位置关系为垂直时,最大沉降值出现位置相较平行更加接近地连墙;联通情况相同时,溶洞平行分布的地表沉降最大值总是大于垂直分布;两溶洞垂直时,上方溶洞尺寸较大情况下地表沉降值较大且更靠近墙体;两溶洞平行时,较大尺寸溶洞一边的土体变形较大。各工况下基底土体隆起最大值均出现在基坑中部,且随开挖步的增加而增大;第一次开挖曲线基本满足二次多项式,随着开挖进行曲线发生变化;溶洞是否联通,对于坑底土体的影响并不显著。各工况下地下连续墙侧移最大值均出现在第三次开挖中,地连墙侧移量随深度呈现先增大后减小的趋势;不同工况下位移最大值出现位置在9-11m区间内波动。通过本文研究,对中风化灰岩地层中溶洞存在情况下深长基坑开挖引起的土体变形及基坑整体稳定性问题进行了探讨,得出的主要结论对本工程具有一定指导作用,对同类型工程具有一定借鉴与参考意义。