随着我国交通建设的进展，近接采空区的公路隧道、铁路隧道不断涌现，如何确保近接采空区工程的施工安全和运营安全逐渐成为工程界所面临的崭新课题。当新建隧道遇采空区地段时，面临的危害主要有：(1)新建开挖施工振动造成既有采空区岩板或岩柱失稳，导致开挖洞体坍塌；(2)采空区的存在改变了原始地应力分布状态，导致隧道结构受力不均，易引发新建隧道局部开裂；(3)采空区长期残余变形引发新建隧道不均匀沉降，严重影响列车运行安全和隧道结构耐久性等。因此本文以娄邵铁路扩能改造工程中的明清堂隧道为工程背景，基于穿越既有采空区隧道施工控制技术，主要进行了以下几个方面的研究工作：(1)根据明清堂隧道钻探资料显示，新建隧道多遇下伏隐伏采空区和上伏露天采空区，为分析采空区对隧道施工效应的影响程度，本文添加了隧道存在上侧和单侧隐伏采空区，以及隧道存在单侧露天采空区几种情况，从洞周位移、地表沉降、支护内力和塑性区分布四方面通过比较分析结合实际施工情况综合确定适合明清堂隧道的施工方法；确定施工方法后，又分析了不同距离采空区下采用该法的隧道开挖模拟，确定该法是否继续适用。(2)采用突变理论评价采空区与隧道间岩层的稳定性，通过研究采空区与隧道间岩层系统的总势能，建立岩层失稳的突变模型，分别推导出了隧道底部含隐伏采空区、顶部含露天采空区时岩层突变失稳力学条件和安全距离计算公式，并依据岩体参数算出了顶板最小安全厚度值，与数值模拟结果进行了对比分析，并给出了不同参数下采空区顶板的最小安全厚度值；推导出了考虑动力荷载影响下的采空区与隧道间岩层突变失稳的力学条件和安全距离计算公式；最后推导出了可能出现的采空区与隧道间岩层类似于岩柱的突变失稳力学条件和安全距离计算公式，为采空区地段隧道工程设计和施工提供了理论依据。(3)根据明清堂隧道的工程特点，总结了采空区在安全距离下隧道施工控制技术、近距离下采空区隧道施工控制技术和既有采空区处治、加固措施三方面内容，为工程顺利施工提供了一定的保障。