大断面小净距隧道结构具有扁平、大跨、薄拱等特点,其围岩荷载分布和支护力学特性复杂,结构稳定尤其在施工期间受诸多工序的相互影响,围岩多次扰动,极易发生围岩失稳和隧道衬砌结构开裂与破坏等问题。以佛羊岭隧道工程为研究背景,采用上下台阶法进行施工,以三维快速拉格朗日有限差分法(fast lagrangian analysis of continua 3D,FLAC3D)有限元软件为计算平台,建立了大断面小净距公路隧道有限元模型,对隧道模型进行数值模拟分析:研究了地表沉降、围岩与衬砌结构应力,并提出了相应的监控和加固对策。数值分析结果表明:先行隧洞上部地表沉降比后行隧洞上部地表沉降值大,后行隧洞的施工会增大先行隧洞竖向位移,会使先行洞的最大主应力和最小主应力出现不同幅度的增加,隧道衬砌结构应力集中于拱腰至拱脚范围区域,先行洞支护结构对于后行洞开挖起到了稳定岩体的作用,同时,后行隧道的开挖会使中夹岩柱出现应力集中,在施工时应注意对隧道围岩采取加固措施。其分析结果能够为大断面小净距公路隧道的设计和施工提供科学依据。