تونلهای تالون که از سه تونل موازی، یکی به قطر 6 متر و دو تونل اصلی به قطر 12 متر است بخشی از تونلهای آزاد راه تهران-شمال را تشکیل می دهد. این آزادراه با برخورداری از 40 تونل را ارتباطی بین شمال و جنوب رشته کوههای البرز را برقرار می کند. برای دستیابی به اطلاعات ژئومکانیکی سنگهای دربرگیرنده تونل، ابتدا تونل میانی حفاری شده است تا با به دست آوردن پارامترهای ژئومکانیکی سنگهای منطقه، طراحی بهینه سیستمهای حفاری و نگهداری دو تونل اصلی انجام شود. در این تحقیق با استفاده از پارامترهای بدست آمده ابتدا به کمک نرم افزار ‏‎unwedge‎‏ به بررسی ناپایدرای های ساختاری پرداخته شده و حداقل بهسازی مورد نیاز جهت پایدارسازی گوه های ناپایدار ارائه شده است. بمنظور تحلیل پایداری و راائه سیستم نگهداری از روشهای تجربی و عددی استفاده گردید و با استفاده از روشهای مختلف، بهترین سیستم نگهدارنده ارائه شده است. در روشهای تجربی از روش ژئومکانیکی بینیاوسکی ‏‎(rmr) و روش بارتون یا شاخص کیفی سنگ ‏‎(q)‎‏ برای طبقه بندی توده سنگهای مسیر تونل استفاده شد و وضعیت پایداری فضا مورد تحلیل قرار گرفته است. در تحلیل بروش عددی از نرم افزار ‏‎ca2‎‏ استفاده شده است. با توجه به نوع سنگ، مقدار روباره و نسبت تنشهای افقی به عمودی منطقه، 30 مدل مختلف ساخته شد و تنشهای اصلی حداقل و حداکثر، مقدرا جابجایی های اطراف تونل و پهنه پلاستیک پیرامون تونلها مورد بررسی قرار گرفت و بهترین سیستم نگهدارنده پیشنهاد شده است. سیستم نگهدارنده پیشنهادی شامل بتن پاشیده بهمراه شبکه سیمی و میل مهارهای تمام تزریقی است که با توجه به خصوصیات ژئومکانیکی تونل متفاوت می باشد. در ادامه نیز جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر پایداری تونلها تاثیر پارامترهایی از قبیل فاصله تونلها از یکدیگر، عمق قرارگیری تونلها، مدول تغییر شکل پذیری، چسبندگی و زاویه اصطحکاک داخلی سنگها و تاثیر نسبت تنش افقی به عمودی با استفاده از نرم افزار ‏‎phases‎‏ مورد بررسی قرار گرفت.