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龙头山隧道为双向分离式单洞四车道高速公路隧道，隧道最大开挖宽度21．1m，是目前国内单洞开挖跨度最大的隧道之一。本文采用工程类比法对该隧道的结构支护参数进行了多方案的比选，针对不同围岩地质区段和两侧已有地下油库建筑，提出了地表注浆、反压护拱、双侧壁导坑开挖和微震动爆破施工等方法。应用有限元数值方法，结合不同的施工步骤，对隧道支护结构和围岩的稳定性进行了模拟分析，分析结果表明本文所确定的支护参数和施工方案安全可行。