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随着国民经济的快速增长以及考虑区域经济的均衡发展，国家对公路建设投资增加的同时，高等级公路逐步从平原微丘区向山岭重丘区延伸。在山岭地区，隧道不可避免的要穿越地质情况复杂地段，由此会产生很多影响设计和施工的地质灾害问题，其中因地形和施工工序等原因造成的浅埋偏压现象普遍存在，如傍山隧道中这种问题即很常见。
本论文所依托的十漫(湖北十堰～陕西漫川关)高速公路火车岭隧道浅埋偏压区段，由于其穿越两郧大断裂控制区域，地质条件恶劣，存在许多软弱破碎岩层，工程开始不久即出现严重施工问题：混凝土开裂，钢支撑扭曲，围岩侵界现象严重，最大变形达到1.6m，这些都严重影响了施工进度，并且引起地表开裂，对山体环境造成了恶劣的影响。本文针对施工中出现的问题进行了多项内容的研究。全文主要研究内容和结论有：
(1)本文首先介绍了现代隧道支护设计的原则，具体包括：维护和保持围岩残余强度的原则；提高围岩残余强度的原则；充分发挥围岩自承力的原则；合理选择支护参数的原则。然后介绍了目前我国隧道工程应用最广泛的设计施工方法新奥法的基本原理及新奥法各种支护的作用机理和施工过程，并对新奥法和传统的矿山设计施工方法在支护、控制爆破、监控量测和控制方法方面进行了对比。在计算理论方面，文中介绍了用于初期支护设计的剪切破坏理论和用于二次衬砌设计的荷载一结构法。
(2)文中在介绍了火车岭隧道工程地质和水文地质条件后，首先通过FLAC-3D软件对原设计方案进行了数值分析。通过分析指出，原设计方案存在支护不足的问题。对此，作者提出了对原设计方案支护进行加强的方法，具体包括增加锚杆长度，增加喷射混凝土层厚度，提高工字钢型号等。通过各项模拟结果可以看出，对于处在V级软弱围岩条件下的火车岭隧道偏压区段，掌子面的开挖会影响到前方约20m处围岩的力学状态，这一点在设计和施工时应当引起注意。同时，在V级软弱围岩条件下，锚杆的支护作用并不明显，锚杆的支护作用并不明显，尤其是位于深埋侧拱肩处的锚杆处于失效状态，没有发挥力学作用。即使锚杆从3.5m加长至6.5m后。围岩变形仍没有得到明显的抑制，因此不能期望仅靠增加锚杆长度的方法达到目的。对于增加喷混凝土层厚度的效果，从模拟的结果来看，当厚度由20am增加到25cm和30cm时，围岩拱顶沉降值和拱肩收敛值均有明显的减少；而提高工字钢型号后初期支护对围岩的支护能力也有较大的提高。
(3)考虑到偏压条件下，隧道开挖会与一般隧道的开挖情况有所区别，作者利用数值分析的方法，对不同开挖方法下隧道拱顶沉降和拱肩收敛情况进行了对比分析。主要分析了三台阶开挖法、双侧壁导坑开挖法和CRD法几种开挖方法，对后两种方法分别分析了先开挖深埋侧和先开挖浅埋侧的区别。从分析结果看，在偏压地形下，对于上述三种开挖方法，隧道拱顶沉降值和左右拱肩收敛值与深埋侧和浅埋侧的先后开挖顺序有着明显的关系。整体上看特点如下：在初期支护参数相同时，双侧壁导坑开挖方法在抑制围岩变形方面要优于CRD开挖方法，三台阶开挖方法效果最差；而对于同一种开挖方法，先开挖深埋侧拱项沉降值较小，隧道拱壁的收敛值也小一些。
(4)对处于浅埋偏压条件下的隧道衬砌结构，文中首先通过理论计算方式对比分析了拱顶埋深相同时偏压与非偏压情况下衬砌的受力特点。从计算结果可以看出，偏压荷载对衬砌的受力产生了明显不利的影响。相对于非偏压情况，偏压荷载作用下衬砌弯矩和轴力均不再呈轴对称分布。具体说，衬砌全拱相同位置处轴力均有增加，但增加值较小。而弯矩分布则有很大的变化，两侧拱腰拱脚的弯矩均有较大增加，其中浅埋一侧拱脚处弯矩有十分明显的“局部放大”效应。进而作者通过对衬砌原设计方案的承载力进行验算后指出，原本可以安全应用于火车岭隧道V级围岩的衬砌设计方案受偏压影响已不能满足承载要求，主要是浅埋侧拱脚处的抗弯承载力不能满足要求。
(5)针对偏压条件下衬砌承载力不足的情况，作者于本文最后提出了两种修正方案：第一，提高截面配筋量，即依靠钢筋来提高截面的抗弯能力。第二，增大衬砌的截面尺寸，即依靠增大衬砌的抗弯刚度来调节内力，进而提高截面的抗弯能力。对于第一种方案，计算结果显示，在保证受压侧钢筋配筋量不变的情况下，要将最危险截面受拉侧配筋量提高1000％才可以满足承载要求。对于第二种方案，计算结果显示，要将浅埋侧拱脚处衬砌至少加厚至700mm才能满足承载要求。但是从经济角度、施工角度和设计角度对比分析两种方案后可以确定，第二种方案更为实用。
总之，本文在简要介绍了新奥法设计施工理论的基础上，借助FLAC-3D软件对火车岭隧道偏压区段支护结构的受力情况进行了较为系统的模拟分析。具体分析了锚杆长度、喷射混凝土层厚度及工字钢型号对支护效果的影响，同时对比分析了偏压条件下隧道不同开挖方法在抑制围岩变形方面的优劣。文中最后对衬砌结构进行了优化设计。将这些研究结果反馈于生产实际、应用于同类工程，具有一定的参考价值。