随着社会对交通运输要求的不断提高,公路、铁路、轨道交通得以大力发展,而隧道作为交通运输中的关键节点,在交通运输领域内扮演着重要角色。因此,学习和研究隧道修建的理论、技术、和施工经验具有重要的现实意义。本文以十堰市京能热电铁路专用线新门闩湾2#隧道和十堰市江苏路延长线1#隧道为工程背景,详细介绍了隧道超前地质预报,隧道监控量测及其数据处理,调研并对比了现阶段国内外大断面软弱围岩隧道常用的开挖工法。通过现场监控量测、理论分析等手段对比了在临近既有隧道施工时,悬臂式掘进机施工法和传统钻爆法的优劣性;通过理论分析,现场监控量测,有限元模拟等手段对比了初步选取的四种开挖工法。通过理论分析,有限元模拟手段研究了系统锚杆的支护效果。本文的主要内容和结论如下。1)调研国内外大断面隧道常用施工工法,在综合考虑安全性、施工效率及经济性的基础上,初步选取四种施工工法做进一步比选。2)以十堰市江苏路延长线1#隧道为工程依托,采用数值模拟手段,对比分析了环形开挖预留核心土法、三台阶七步法、中隔壁法及核心土加临时仰拱法的围岩塑性区、洞身位移、洞周环向应力、径向应力等。并结合现场监控量测数据,从地表沉降、拱顶下沉、净空变化三个方面进一步对比了核心土加临时仰拱法与三台阶七步法,以期得到最合适的施工工法。结果表明:核心土加临时仰拱法围岩塑性区分布范围更小且在控制地表沉降、拱顶下沉、净空变化以及力学响应方面优于三台阶七步法,根据分析结果,推荐采用核心土加临时仰拱法。3)采用ABAQUS建立有限元模型,分析系统锚杆的支护效果。数值模拟结果表明,施做系统锚杆能够减小围岩塑性区的分布范围,但在减小洞身合位移方面效果不大。4)以十堰市京能热电铁路专用线新门闩湾2#隧道为工程背景,分析了钻爆法施工对邻近的既有隧道的影响。监控量测数据表明,钻爆法施工对既有隧道扰动过大,地表沉降达到预警值,后期转用悬臂式掘进机施工,并将两种施工方法在地表沉降、拱顶下沉及净空变化三方面作出对比。结果表明,采用悬臂式掘进机施工能够更好地控制围岩变形且对邻近的既有隧道影响更小。