兰州地区黄河阶地是国内最为典型的河流阶地,地质条件复杂。本文结合兰新第二双线兰州枢纽引入工程孔家营隧道施工,选择典型断面(黄土地层、黄土+圆砾土地层、圆砾+土软岩地层、黄土+圆砾土+软岩地层)断面对该隧道施工进行全面、系统的监控量测以及数值模拟分析,对比分析各种地质条件下大断面隧道的应力变形特征。监测结果表明,不同地层组合隧道围岩稳定性具有较大的差别,尤其是隧道拱顶存在圆砾土时其稳定性最差；隧道存在较明显的偏压现象,二衬可以很好的控制偏压对隧道稳定性的影响。各种地质结构隧道断面洞周收敛位移变形量均较小,远小于规范要求。拱顶沉降从小到大依次为黄土+圆砾土地层断面、黄土+圆砾土+软岩地层断面、黄土地层断面和圆砾土+软岩地层断面。收敛位移从小到大依次为圆砾土+软岩地层断面、黄土+圆砾土地层断面、黄土+圆砾土+软岩地层断面、黄土地层断面。总体来看,喷射混凝土受力较好。黄土地层断面的钢架内侧应力和钢架内侧与初砌间应力变化速度快,收敛的也比较快,而圆砾土+软岩地层断面的变化速度慢,收敛相对较慢。黄土地层断面由于偏压影响较大,钢架内侧与初砌间应力会出现拉应力。通过多点位移计对围岩内部位移的量测,围岩内部的位移在有初砌和钢拱架的保护体系下,围岩的稳定性良好,并没有发生大的位移变化。拱肩处的围岩有少量的位移变化,但是变化很小,其他位置的围岩基本稳定。说明在初期支护完成后,仰拱及二次衬砌要紧跟施作,改善其受力和变形情况,维持隧道的稳定。通过FLAC3D对隧道施工在不同地层、不同施工方法下进行模拟,用数值方法得到计算机模拟下的隧道内部各监测点围岩位移与应力的不同与变化,从而得出最安全的,对围岩影响最小的施工方法,进一步提高施工的安全性。模拟计算表明：黄土隧道施工过程中,在掌子面开挖距离仰拱小于45m情况下,各个监测点的沉降值变化不大,且最终收敛,但是在掌子面距离仰拱大于45m以后,围岩的位移及应力出现较大速率的增大,同时,各个监测点的沉降表现为线性增加,没有出现收敛。所以从以上两点可以认为黄土隧道的施工过程中,掌子面和仰拱间距离可以增大到45m左右,每榀进尺可以选择2m。黄土+圆砾土地层隧道的施工过程中,掌子面和仰拱间距离可以增大到45m左右,每榀进尺可以选择2m。黄土+圆砾土+软岩地层隧道的施工过程中,掌子面和仰拱间距离可以增大到45m左右,每榀进尺可以选择3m。圆砾土+软岩地层隧道的施工过程中,掌子面和仰拱间距离可以增大到45m左右,每榀进尺可以选择3m。