长大隧道埋深大、延伸长、工程地质复杂,一般作为交通设施建设的控制性工程。随着埋深的不断增加,许多硬岩隧道穿越高地应力区,岩爆问题不可忽视。岩爆是地下工程领域最为强烈的围岩失稳现象之一,伴随着能量的突然释放,具有突发性和强破坏性,直接威胁施工作业人员、设备安全,影响施工进度,已成为地下工程领域世界性难题之一。本文依托巴陕高速米仓山隧道,研究深埋硬岩隧道致灾机理和岩爆预测、防治技术,并结合工程实践,从主动、快速的防护角度优化了米仓山隧道岩爆段施工方案,提出了柔性防护网快速施工工法,大大提高的施工效率和安全性。此研究可为我国类似工程修建提供参考和借鉴意义,主要研究成果如下:(1)通过室内及现场测试,获得了米仓山隧道高地应力硬岩区段围岩基本力学参数及初始地应力特征,在此为基础开展高地应力硬岩隧道开挖扰动特征研究。(2)通过资料调研和理论分析对岩石变形破坏的力学特征展开研究,得出了不同岩石破坏类型之间的转化围压,以此建立围岩应力状态调整路径与围岩破坏类型之间的关系,并分析了岩爆演变过程中围岩应力状态和能量积聚、耗散的特征。(3)采用FLAC3D数值计算软件对隧道开挖过程进行模拟,获得了开挖引起的应力、位移的时空演化规律和围岩扰动特征,并结合单孔声波测试法和UDEC离散元软件研究了米仓山隧道深埋段开挖损伤范围,为支护手段和参数的选择提供依据。(4)提出了岩爆段柔性防护网快速施工工法,引入了柔性防护网支护手段,配合喷锚支护,显现优势互补,对不同等级的岩爆灾害均能起到有效的抵御作用,同时对柔性网支护系统与传统支护方式的施工效率、支护效果、安全性等方面进行了比较分析,研究其经济效益和应用前景。(5)在隧道开挖稳定性以及开挖损伤研究的基础上对高地应力硬岩隧道柔性防护网体系做了参数优化研究,并得出了柔性防护网系统的受荷力学行为和变形特征。