伴随西部大开发以及“一带一路”倡议等工程的提出,我国基础设施建设进入了新的发展阶段。近年来,随着我国道路基础设施的发展和公路里程数的持续攀升,公路建设中普遍存在的隧道工程亦呈逐年增加的趋势。由于我国原有公路与铁路网的普遍存在,需要在相对有限的国土空间资源内建设更多交通设施与网络,使得下穿隧道建设工程大量涌现。尤其是新建隧道工程需要下穿既有运营期高铁隧道时,其在变形沉降、振动控制等方面有着极为严苛的要求,使得下部新建隧道的修建工作面临诸多难题与挑战。鉴于此,本文以重庆市明月山隧道下穿沪蓉高铁排花洞隧道为工程背景,通过理论分析、现场试验以及数值模拟等手段,对其在隧道下穿段修建过程中面临的新建隧道施工工艺参数优化、上覆既有隧道沉降控制等内容开展了相关研究,取得的主要研究成果如下:（1）下穿段范围以外的新建隧道开挖围岩体变形主要表现为拱顶沉降、两帮收敛,且变形表现出前期增长较快、后期趋于稳定的特点,围岩体流变性质体现较为显著,形变具有较强的时间相关性。（2）结合下穿段以外新建隧道开挖围岩体变形特征及现场试验数据,采用非线性拟合与反演分析方法得到接近现场实际的围岩力学参数,并基于有限元数值计算提出了一种适用于隧道施工全过程动态模拟的方法。（3）分析并提出五种影响上部既有隧道沉降以及下穿段新建隧道稳定性的关键施工因素,即开挖方法、初期支护时间、二衬跟进距离、掌子面错距以及初期支护强度系数,以正交试验安排上述五因素在三水平下的试验方案,并基于隧道施工全过程动态模拟方法进行试验,对正交试验结果进行极差、方差分析,确定了各因素对试验指标的敏感性和适用现场的最优施工参数组合。（4）在下穿段隧道施工中应用最优施工参数,并对新建隧道拱顶沉降量与既有隧道衬砌稳定性效果进行分析。结果显示,交叉点最终拱顶沉降值与围岩内部应力变化较小;并以新建隧道进入下穿段后既有隧道现场试验数据进行了验证,表明既有隧道衬砌应力增加值与仰拱左右侧沉降均未超过安全控制标准。（5）将上述研究成果运用到现场实践之中,提出一种控制爆破与机械开挖作业相结合的分段式施工方法,即距下穿段150m范围外爆破开挖、距下穿段150m范围内的有窗口期爆破开挖以及下穿段90m范围内的非爆破机械式开挖;并对控爆开挖和机械开挖的施工支护参数、施工工艺流程以及施工技术要点进行了介绍,最终形成了下穿既有高铁隧道的公路隧道施工工法。