随着我国城市化的发展，地面土地资源日趋紧张，在此种情况下必然会向城市地下发展，开发地下空间资源，在开发过程中，会遇到各种各样的问题，城市隧道交叉段施工是城市地下空间开发中经常会遇到的问题之一。在交叉隧道施工的过程中，交叉段的临空面比一般隧道大，力学行为也比正常隧道的力学行为复杂，一些理论还处在总结和积累经验阶段。本文依托解放碑地下环道三期工程，通过理论分析、数值模拟和现场监测等方法，针对其既处在空间交叉位置又处在平面结构交叉位置的交叉段区域，对其在施工过程中所产生的力学行为进行研究。本文主要研究成果如下：
　　（1）采用数值模拟方法，分别对三种施工顺序进行了模拟。当先开挖连接道，再开挖电力隧道，最后开挖主通道时对交叉段的围岩应力、位移及初支应力影响最小。
　　（2）对主通道开挖过程进行了三维数值模拟，分析了主通道开挖过程中交叉段围岩应力、位移及初期支护结构力学行为。分析得到：主通道的施工破坏了交叉段隧道原有的成拱效应，在主通道施工过程中，交叉段围岩应力、位移和初期支护应力普遍增大。在主通道左右两侧施工15m范围内，对交叉段围岩和支护影响较大，对交叉段墙角位置处影响最大，且主通道施工对交叉段围岩的主要影响范围在交叉口10m左右。
　　（3）采用数值模拟方法，分别对四种施工工法和三种交叉部位加强支护长度进行了模拟。当交叉段采用双侧壁导坑法，主通道采用单侧壁导坑法的施工工法时，主通道开挖后交叉段隧道围岩应力、初期支护应力和围岩位移均为最小。交叉部位的初期支护加强后，所承担的围岩荷载也相应增加，随着交叉部位长度的增加，交叉段围岩应力有所减少，围岩位移变化不大。在交叉部位加强支护长度为15m时，围岩应力减少最多，初期支护所能承受的应力也最大，但从安全性和经济性的情况来看，选择交叉部位加强10m最合适。
　　（4）对现场实测的围岩拱顶沉降和水平收敛数据进行分析，验证了数值模拟所得出的围岩位移规律，并通过非线性回归方法对围岩位移进行了拟合，得出了适合交叉段围岩位移的拟合函数，最后对实测数据与数值模拟结果进行对比，发现在误差允许的范围内，数值模拟结果符合实际工程。