高地应力软岩具有地应力高、岩层破碎、开挖后收敛大等特点,这在西部山岭隧道尤为常见,给施工带来了很大的不便。然而,开发深部空间是隧道及地下工程未来发展的必然趋势,随着国家相应政策的出台以及各领域学者的积极参与,近些年也取得了很多成果。本文以渭武高速木寨岭隧道为工程背景,通过现场监控、理论分析并结合数值模拟的方法研究高地应力软岩隧道合理支护参数,并与实际工程背景下监测断面数据进行对比分析各种工况下的支护参数效果的优劣,选出最优的支护参数,论文主要工作和成果如下:(1)通过对国内外软岩大变形隧道支护参数研究现状进行总结,并结合软弱围岩的定义、变形特点和隧道设计中关于初期支护和二次衬砌支护思路,并根据实际工程背景,提出适用于本文的支护研究思路。(2)主要介绍了木寨岭隧道的工程地质特性,并根据隧道地质水文特性结合隧道设计原则,比选出适合本工程的施工方案,最终选择为:两单线隧道+三座斜井。(3)对木寨岭隧道进行了理论分析、计算以及预测,根据理论计算的结果,预测段隧道均为大变形段。并且将监测断面的实测数据与理论计算值进行对比,对比其结果发现,有三个监测断面的实测数据与理论计算值相差较少,仅有0.9%和6.2%,说明理论计算值对实际工程有一定的参照价值。(4)系统阐述监控量测的重要性并对本隧道高地应力段两断面的监测数据归纳总结。通过对施工现场的断面监测数据分析可知,木寨岭隧道变形大体呈现出初期变形快,(变形第1天至第10天,达到变形总量的70%以上),总变形量较大(拱顶沉降达到500mm,拱腰收敛达到1100mm),变形稳定时间较长的特点。(5)根据实际工程,利用有限差分软件FLAC3D进行数值模拟,对不同工况下锁脚锚管的参数进行优选分析,得到不同的锁脚锚杆参数下隧道拱顶沉降和拱腰收敛云图,以及钢拱架受力图,通过对比,优选锁脚锚杆参数为,长度6m,下斜角度22°,直径为89mm。(6)再得到锁脚锚管参数的优化后,对不同的锚杆长度进行优选分析,得到不同锚杆长度下拱顶沉降云图和拱腰收敛云图,以限制位移发展为目的选择最优的锚杆长度,宜采用长度为5m至7m的锚杆。(7)作为初期支护重要组成部分,在确定锚杆施加方案后,对不同喷射混凝土厚度作用下的隧道位移场和应力场进行对比分析,从经济合理安全角度出发,优选出最合适的喷射混凝土厚度为30cm。(8)对钢拱架参数的优选中,通过对比不同工况,最终确定钢拱架的优选参数为HW175型钢拱架,其间距为50cm。(9)基于荷载—结构模型,对木寨岭隧道二次衬砌的荷载分担比不同的三种工况进行模拟分析,得出木寨岭隧道二次衬砌结构承担60%的荷载下,受力最合理。