在高地应力软弱围岩中修建长大并行隧道时,由于围岩强度应力比小、变形的时空效应显著和多洞相互干渉,隧道初期支护变形具有变形量大、变形速率快、变形时间滞后以及“洞群效应”明显等特征,常伴随着支护结构开裂、混凝土剥落和钢拱架扭曲折断等现象。当并行隧道之间进行横通道施工时,并行隧道在交叉段的围岩和支护结构的受力变形将会进一步加剧,给设计施工带来很大影响。本文成兰铁路跃龙门隧道的3号斜井工区大变形段落为依托,结合施工现场监控量测资料,采用有限元数值模拟的方法,研究大埋深软弱围岩并行多洞干涉大变形的力学机理和主要控制因素。进一步对不同横通道布置方式进行数值模拟,研究横通道施工对交叉段围岩和初期支护的应力、应变和塑性区的变化规律。主要研究工作和取得的成果如下:(1)高地应力软岩条件下,后行洞的施工对先行洞的影响显著。当垂直应力为最大主应力时,围岩塑性区范围、初期支护变形和初期支护受力的最大值均出现在拱顶和隧底。受后行洞的施工的影响,拱顶和隧底变化最为明显,靠近后行洞侧边墙所受到的影响大于远离后行洞侧边墙所受的影响。根据数值模拟计算结果,并结合现场施工实测数据,总结出影响大变形的主要因素包括:围岩强度,地应力环境,大变形等级,地质构造影响程度,地下水发育特征和群洞效应等。(2)大变形条件下,横通道垂直交叉的施工对交叉段的影响显著。横通道垂直交叉施工后,交叉段位移有较明显的增长,且由对称变形变为偏向横通道侧的不对称变形,交叉部环口局部的位移显著增大。受横通道垂直交叉施工的影响,对于不同断面,交叉段附近断面受的扰动要大于远离交叉段断面所受的扰动;对于同一断面,交叉口侧所受的扰动大于远离交叉口侧所受的扰动。中间导洞侧交叉段应力集中程度大于左线隧道侧交叉段应力集中程度。(3)横通道以交叉角为60°的斜交施工,对交叉段的影响更大。交叉隧道施工中,交叉角度越小,交叉段所受的扰动程度越大。横通道斜交施工,同样使得交叉段位移有较明显的增长,且由对称变形变为不对称变形,交叉部环口局部显著变形。交叉隧道锐角侧围岩所受的干扰大于钝角侧,锐角侧的应力集中效应也大于钝角侧。