针对软岩隧道洞口段围岩普遍软弱破碎,出洞端场地狭窄,洞口无法进行长管棚支护等问题,通过采取双层注浆小导管替代管棚进行超前支护,从而达到对洞口段围岩预加固的目的。本文结合葫芦顶隧道左线工程实例,从理论分析和数值模拟两方面对双层超前小导管支护技术的加固机理、支护效应、以及支护参数影响展开研究,并与其它超前支护方法进行对比分析。(1)在阐述双层小导管的加固机理后,基于文克尔弹性地基理论建立超前小导管在隧道开挖过程中的最不利受力状态模型,依托实际工程推导出小导管的挠度、转角、弯矩、剪力表达式,并利用matlab编程得到导管受力分布特点。(2)基于有限差分数值模拟技术,模拟隧道在有、无双层小导管超前支护技术下的开挖过程,从围岩变形、掌子面稳定性、初期支护应力三方面分析双层小导管超前支护技术的加固效果。结果表明:双层小导管预加固技术能有效控制围岩位移发展,其中对围岩拱顶沉降和地表沉降约束明显,提高掌子面自稳能力,抑制围岩纵向位移;能明显改善初期支护结构的受力状态,弱化应力集中程度;导管弯矩数值结果虽然低于理论计算结果,但二者变化趋势大致相同。(3)选取双层注浆小导管的主要参数进行分析,通过目标断面的拱顶沉降和小导管受力分析小导管长度、直径、内外两层外插角和注浆加固圈粘聚力、内摩擦角、注浆范围和厚度的影响。结果表明:增加小导管长度能降低围岩沉降,但直径和外插角对其作用较小,三者均对导管受力影响较大,通过比选给出了小导管最佳设计参数;注浆加固圈四个参数中除内摩擦角外,对围岩拱顶沉降均具有较大影响力,实际工程中要注浆充分以确保加固效果。(4)从围岩和初期支护结构的变形、应力方面对管棚支护、单层小导管支护、双层小导管支护等三种超前支护的支护效应进行分析,结果表明:双层小导管超前支护若注浆充分,支护作用甚至优于管棚支护,在围岩位移和应力、初期支护位移方面双层小导管支护效果均优于其它两种超前支护方式,但初期支护应力方面双层小导管和管棚的支护效应差别不大。