因砂质黄土特殊的结构性、水敏性,浅埋偏压砂质黄土隧道软弱结构面多,不易成拱、受力不均匀,导致隧道围岩自稳能力差。隧道初期支护及二次衬砌受力不均匀,施工过程中易造成隧道地表大面积沉降和开裂,对隧道安全稳定性产生重要影响。开展大断面浅埋偏压黄土隧道稳定性分析,进行开挖工法优化研究具有理论价值和实践工程意义。以银西高铁惠安堡浅埋偏压砂质黄土隧道为研究背景,进行了砂质黄土的物理力学特性的室内试验,运用模型实验与数值模拟相结合的方法,对浅埋偏压砂质黄土隧道的开挖过程中围岩力学特性及变形规律进行了研究,提出了拱部环形三台阶法的优化方案。结果表明:（1）通过室内试验获得了惠安堡隧道砂质黄土的基本物理力学特性参数,为建立隧道数值计算提供数据支撑。（2）运用FLAC3D软件对不同工法下隧道的应力、应变及地表沉降的变化规律进行了三维数值计算。（3）根据惠安堡隧道实际情况,运用相似理论,建立了隧道相似模型,完成了三台阶预留核心土法及三台阶临时仰拱法两种开挖工法的隧道施工过程的模型实验,并与数值模拟结果进行了对比分析。通过对比结果比选出惠安堡隧道的最优开挖工法。考虑隧道实际施工过程中的施工难度及施工效率问题,建议惠安堡隧道采用三台阶预留核心土法施工。（4）两种实验结果均表明,隧道应力最大的位置均位于拱顶,拱腰次之。拱顶在两种情况下均受拉,而拱腰均受压。三台阶预留核心土法各关键点的位移均大于三台阶临时仰拱法。（5）提出了适合浅埋偏压隧道的开挖工法。三台阶预留核心土法在开挖时虽预留了核心土保证了施工的安全,但施工时各台阶在开挖时均左右同时进行开挖,对隧道周围土体的影响较大,且成拱效果较三台阶临时仰拱法差。而拱部环形三台阶法能在控制隧道变形的同时减小不利于拱顶稳定的拉应力。（6）隧道上覆土体偏压对围岩变形影响较大,在隧道拱顶埋深较大侧出现应力集中现象,使得地表沉降变形左右不对称,施工中应加强偏压的控制措施。