近年来,随着我国交通道路建设的迅速发展,可利用的土地资源逐渐减少,对道路选线的要求越来越高,公路隧道不可避免穿越采空区地层。在既有采空区的基础上修建公路隧道将会重新改变地层的应力场分布,对采空区地段的围岩稳定性造成严重影响,尤其是在采空区与隧道交汇地段,地应力场的分布异常复杂,对公路隧道产生不可忽视和潜在的危害,从而如何保证在采空区地层中隧道安全施工是一个亟待解决的问题。对穿越采空区地层隧道施工力学行为展开研究显得很有必要,且具有重要的工程意义。以宜(宾)-泸(州)高速公路观斗山隧道工程为研究背景,采用室内相似模型试验和数值模拟分析相结合的研究手段对跨度约12.5m的双向四车道高速公路采空区隧道施工力学行为进行了系统的研究。主要研究成果如下：1、提出了上覆采空区隧道和下伏采空区隧道在横断面内和纵向上隧道开挖的安全间距；2、基于平面应变假定,二维数值分析了下穿(或下伏)采空区时横断面内采空区对隧道施工引起的洞周位移、围岩应力、洞周锚杆轴力以及初期支护内力(弯矩和轴力)的影响规律以及施工扰动对采空区地层移动的影响规律；3、室内相似模拟分析了在不同开挖支护下隧道施工对采空区地层移动的影响以及采空区的存在对初期支护受力特征的影响；4、进行了隧道穿越采空区地层三维数值分析,研究了在纵向上采空区对洞周位移、洞周围岩应力、洞周锚杆轴力以及初期支护内力的影响规律以及施工扰动对采空区地层移动的影响规律。