采空区问题在矿区高速公路及隧道建设中是一个亟待解决的新课题。我国关于隧道穿越采空区的稳定性研究甚少。本文以山西灵石隧道所处采空区的地质、采矿条件为原始条件,应用地质雷达对既有采空区进行超前探测及施工探测,在确定采空区的位置、规模等的基础上,研究了隧道采空区覆岩“活化”的机理,分析不同位置段上覆块裂结构岩体的受力状态及失稳形式,分析与辨识采空区存在的潜在危险与事故隐患。运用ANSYS有限单元程序建立该地质、采矿条件下采空区隧道稳定性分析的数学模型。研究采空区相对位置、采深、平面范围、空间高度、上覆岩性及松散层厚度等因素对隧道稳定性影响。确定不同地质采矿条件、不同隧道条件下采空区对隧道影响的临界安全距离,结合观察报告综合分析隧道支护的稳定性并对采空区治理方案和隧道施工技术提出科学合理的建议。基于采空区的综合治理方案,根据围岩地质状况重点对典型采空区段隧道的开挖支护进行数值模拟。并根据工程实际对围岩和支护结构进行应力和位移检测,通过对数值计算与现场检测结果的比较,对隧道的安全性作出评价,并为类似地区采空区段隧道开挖支护的有限元数值模拟提供现实和理论依据。