随着开挖深度的增大,地质环境条件也将越来越复杂,新构造运动活跃,已建或在建的深埋特长隧洞普遍遇到了高地应力、围岩大变形、围岩破碎松散、岩石裂隙发育严重、岩爆等复杂地下岩体工程问题,对隧洞的修建及安全运营造成了很大危害。可以预见,随着我国对地下空间的迫切需要,未来修建的深埋特长巷道所处的地形地质环境条件将更加复杂,处理难度也会进一步增加,能否解决好深部复杂条件下隧洞支护问题,是地下工程向深部发展和安全生产的关键。常用的支护形式不能适应围岩大变形的需求,支护结构破坏之后常常需要进行返修,造成了不必要的浪费。因此,针对这些复杂地质条件,研究一种技术上合理、经济上可行的支护形式,具有较高的研究意义。论文根据地面大跨度空间壳体力学原理,研究三维钢筋网架半刚性复合衬砌支护技术。半刚性三维钢筋网架衬砌支护实质上仍是衬砌支护,其技术特色是用一种在地面加工成型的特殊三维钢筋网架代替普通的二维钢筋网作为衬砌的支撑骨架,大幅度提高了衬砌结构的支撑能力,不需要使用型钢支架、围岩注浆等手段进行加固就能有效地支护复杂地质条件下大变形硐室、跨采动压巷道、冲击地压巷道以及大断面硐室等。其支护工程量与普通衬砌支护大致相同,支护费用略高于普通衬砌支护结构,但比普通衬砌支护结构加其它支护手段的联合支护方式可大幅度降低。本文利用结构力学和弹塑性力学等理论对半刚性三维钢筋网架复合衬砌支护新结构进行分析,对围岩一支护相互作用理论及软弱破碎巷道支护理论进行了系统的研究。对半刚性复合衬砌结构的支护技术原理和护巷特点进行了分析。并依托淮南矿业潘三煤矿西二石门四联一五联150m严重破碎段巷道进行了半刚性三维钢筋网架衬砌结构工程试验,通过工程试验现场监测,研究了半刚性三维网架复合衬砌支护系统的变形、破坏形态与发展规律。同时,利用FLAC3D软件对半刚性三维钢筋网架复合衬砌支护结构进行数值模拟分析,对半刚性三维钢筋网架复合衬砌结构的内力分析起到补充校核作用,完成支护方案的优化设计。结合工程现场实例,进行现场实测和分析,对半刚性三维网架衬砌支护结构进行比较。数值模拟计算表明,一半刚性三维网架衬砌支护结构有较好的承载能力；工程应用结果表明,半刚性三维网架衬砌支护结构具有良好的支护效果。论文通过对半刚性三维钢筋网架支护结构在复杂围岩条件下失稳巷道中应用的研究,为半刚性三维钢筋网架支护结构的理论分析与计算及结构的设计与优化奠定了一定的理论基础,并为复杂围岩条件下巷道选择经济、合理支护方案提供了很好的范例。