为适应日益增长的经济和交通发展需求，同时解决因分离式隧道最小净距要求所限导致展线不灵活、占地面积大、高边坡等众多突出问题，三车道及三车道以上的公路大断面小净距隧道建设日益增多。然而，由于大断面小间距隧道具有低扁平率隧道结构型式的特点，双洞施工相互影响大，设计和施工过程中存在大量关键问题亟需解决。鉴于此，本文开展了大断面小净距隧道力学行为研究，探讨了双向八车道小净距隧道最小净距的合理取值，研究了大断面小净距隧道中间岩柱加固型式，在此基础上，以白山双洞八车道小净距隧道为背景，对白山隧道衬砌型式及中间岩柱加固型式进行了合理的设计。本文首先分析了大断面小净距隧道的基本特征，并以三车道大断面小净距隧道为例，通过数值分析，对比了隧道围岩稳定性、隧道衬砌内力等方面对三车道小净距隧道和两车道小净距隧道的影响，研究了三车道大断面小净距隧道和两车道小净距隧道的受力区别。其次，基于现有研究成果，总结了深埋小净距隧道围岩垂直压力和侧向压力的计算公式；给出了浅埋小净距隧道在后行洞未开挖时先行洞的围岩压力计算公式以及浅埋小净距隧道在后行洞开挖之后先行洞和后行洞的围岩压力计算公式；讨论了深埋和浅埋两种情况下隧道净距、覆土厚度等对隧道垂直压力和侧压力的影响规律。再次，探讨了小净距隧道最小净距的取值判断准则。运用midas数值软件对双洞八车道小净距隧道最小间距进行了优化，得到了Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级围岩下双洞八车道小净距隧道最小净距的合理取值。最后，根据工程实践，研究了大断面小净距隧道中间岩柱加固方案，重点探讨了注浆和对拉预应力锚杆等两种小净距隧道中间岩柱加固形式，得到了不同围岩条件下小净距隧道中间岩柱的加固方案。在此基础上，以白山双洞八车道小净距隧道为工程实例，对白山隧道衬砌及中间岩柱加固型式进行了设计。