1、黃土有著特殊的工程特性。大斷面黃土隧道施工一直是困擾隧道工程界的一個重要問題，尤其是施工方法選取是控制圍巖變形的重要方面。在地層巖性較差時，預(yù)支護(hù)體系能更好的為圍巖穩(wěn)定提供保障，保證施工安全順利的進(jìn)行。
　　本文以“寶蘭客運(yùn)專線”的徐家川隧道為依托，以大斷面黃土隧道 IV級圍巖段施工為推手，采用現(xiàn)場應(yīng)力及變形監(jiān)控量測、理論分析分析圍巖受力和變形機(jī)理，通過數(shù)值模擬計(jì)算對比分析選出隧道合理的開挖工法，并對選取出來的合理工法進(jìn)行臺階長度

2、和進(jìn)尺的優(yōu)化分析。通過彈性地基梁理論來分析隧道施工過程中的管棚預(yù)支護(hù)的作用機(jī)理，并根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果對管棚預(yù)支護(hù)的效果進(jìn)行分析和評價(jià)。最后通過對不同管棚支護(hù)角度進(jìn)行對比分析，確定了隧道施工最佳的管棚支護(hù)范圍。論文的主要工作和成果如下：
　?。?）結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析徐家川隧道變形與支護(hù)受力之間的相互作用關(guān)系和特征。分析結(jié)果表明，徐家川隧道具有初期變形速率快和變形持續(xù)時間長的特征。變形特征受巖層走向、傾向影響較大，因此圍巖變形

3、、圍巖壓力和支護(hù)受力具有明顯的不對稱性。
　　（2）根據(jù)大斷面黃土隧道開挖方法的分析研究，有針對性的提出了三臺階七部法、CD法、CRD法在徐家川隧道IV級圍巖段適用，并通過有限元數(shù)值模擬手段對三種工法下圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力安全性、開挖進(jìn)度等對比優(yōu)選，表明三臺階七部工法在安全施工上、進(jìn)度上都能滿足施工要求。
　?。?）通過模擬計(jì)算對三臺階七部工法進(jìn)行不同臺階長度、不同開挖進(jìn)尺的優(yōu)化分析。最終通過比選得出最優(yōu)變形控制措施，宜

4、采用3m臺階長度、0.6m開挖進(jìn)尺。短進(jìn)尺和短臺階能減少圍巖裸露時間、更快實(shí)現(xiàn)封閉成環(huán)。
　?。?）通過管棚預(yù)支護(hù)模型理論分析，介紹了Pasternak計(jì)算模型下管棚的彎矩、撓度、轉(zhuǎn)角公式，并通過對徐家川隧道V級圍巖段管棚預(yù)支護(hù)進(jìn)行分離式數(shù)值模擬，研究管棚的作用機(jī)理和管棚預(yù)支護(hù)作用下在隧道開挖過程中對圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)和地表沉降的影響，得到管棚在開挖面附近變形較大，彎矩在開挖面附近有正有負(fù)。在已開挖未支護(hù)段管棚主要承擔(dān)圍巖壓力，在開挖