由于地质、地形和线形等客观条件的限制以及地下空间需要大规模综合开发利用,使得地下隧道线路増多,隧道间的净距出现越来越小的态势,或立体交叠,或平面并行、交叉,常常形成隧道群。不同于一般的单洞隧道,群洞隧道在施工中会产生许多复杂的力学问题,特别是浅埋下穿高速公路的群洞隧道,出现包括洞室之间、洞室与围岩的相互作用、洞室局部与整体失稳、洞室围岩体系在行车动载作用下的动力响应等问题,必然存在隧道施工方法优化、支护参数优化、针对性的变形控制技术等问题,工程实践中存在的热点难点问题突出。针对上述问题,本文以福建某下穿高速公路的四孔小净距隧道工程为研究载体,采用工程调研、现场监测、有限元模拟等相结合方法,对施工荷载重复扰动下的隧道围岩体系力学响应进行深入研究,揭示隧道结构、围岩变形及地表沉降规律,分析不同激励力作用下浅埋群洞隧道的动力响应规律,提出针对性加固措施及优化施工方法。在此基础上,针对群洞隧道局部稳定及整体稳定相互影响情况,基于支护与围岩协同作用的思想,对支护参数优化展开研究。本文开展主要工作及相应成果如下:（1）进行考虑隧道施工过程及支护效应的力学特性分析,精细化研究优化方案中洞室中夹岩塑性应变、隧道结构变形、上覆路基沉降等分布及发展规律,揭示支护与围岩之间的相互作用行为,并通过实测数据验证计算结果的可靠性,在此基础上提出针对性的变形控制措施。（2）基于行车荷载动力理论,建立路面-围岩-隧道振动分析模型,分析车载作用下浅埋群洞隧道动力响应。揭示了不同激励力作用下中隔带路面沉降规律,探索不同激励力作用下隧道主应力响应规律。通过影响度分析,得出影响隧道位移、应力响应的关键因素。结合分析结果,给出加密监控部位、交通管制及必要的加固措施等工程建议。（3）基于摩尔库仑破坏准则并结合数学优化方法,考虑群洞隧道工程实际特点建立能反映隧道整体稳定性的关键指标体系及安全度综合评价方程,结合隧道围岩体系的力学响应分析结果,优化隧道施工进洞顺序。（4）最后,基于强度折减极限分析理论方法,结合围岩塑性区分布、发展及变形破坏过程分析,评价各洞室安全系数。基于综合考虑各洞室极限承载能力、支护参数经济性及洞群整体稳定性的优化思想,通过数学方法结合遗传算法,对各洞室支护参数进行优化,达到了围岩与支护协同工作目的。本研究工作科学建立能反映隧道整体安全度的指标体系及评价方程,定量分析隧道稳定性,为工程实践提供了强有力的技术支撑,研究结果也可为类似工程的安全施工及设计优化提供指导。