山岭隧道的大规模建设,带来了许多新建隧道近距离穿越既有隧道的工程实例,新建隧道的施工常引起既有隧道围岩和支护结构的应力调整和重分布,使得影响区域附近岩体和支护结构力学特性发生复杂变化,严重危及施工及结构安全。如何降低近距离施工产生的不利影响,保证既有隧道安全运营已成为亟待解决的问题。本文以厦门市新建刘塘隧道斜交穿越既有隧道为研究背景,利用现场监测、数值模拟及理论分析等手段,对上下交叠隧道施工力学特性及荷载分布模式进行深入研究,得到主要研究成果如下:1)新建隧道收敛变形呈现“快速变化-缓慢变化-趋于稳定”的趋势。说明在初期掌子面距离测量断面较近的状况下,受力尚未稳定,内力分布尚未完成,而随着掌子面的推进,其与测量断面距离不断增加,测量断面的受力渐趋稳定,进而使收敛变形越来越小,直至趋于平缓。接触应力、钢拱架轴力和二衬表面应力的监测结果也验证了以上规律,在施工初期,其受邻近施工断面的影响较大,但达到一定距离后,该影响开始衰减,最终趋于稳定。2)利用监控量测的方法研究上跨隧道开挖对下伏既有隧道的影响规律,结果表明新建隧道上跨段施工对既有隧道造成的影响较小,且既有隧道在施工干扰后很快又重新达到了新的平衡,说明新建隧道上跨段施工过程符合规范,达到了预期的施工效果。3)运用FLAC3D对刘塘隧道进行数值模拟,并将数值模拟分析值与监控量测结果对比,刘塘隧道水平收敛和拱底沉降随施工步变化趋势大致相同,数值模拟值分析与监控量测值较为接近。说明数值模拟能够较好的与监控量测相对应,能够较好的反映施工位移,可为分析上下交叠隧道近接施工力学特性提供了可靠数据支持和工程验证。4)提出适用于刘塘隧道的双折线型荷载分布模式,并对卸荷作用下既有隧道的荷载分布模式进行系统的研究。重点关注净距、交叉角度、新建隧道跨度不同时,荷载分布模式的变化规律,结果表明卸荷不会改变荷载的计算图式,但会使荷载的大小有所变化。净距越小,交叉角度越大时,卸荷系数越小,卸荷作用越明显;新建隧道跨度越大,卸荷作用越为明显,卸荷系数越小。