高地应力在软弱围岩中产生大变形现象,若不及时有效的控制可能造成支护结构扭曲破坏,甚至隧道塌方。本为以湖北宜巴高速公路峡口隧道为工程背景,采用二维和三维的数值分析对峡口隧道的开挖支护进行的优化。同时结合现场高地应力试验及监控量测数据分析,提供了数值分析的参数和数据反馈。首先,结合现场的地形地貌工程地质条件,对峡口隧道围岩进行高地应力测试。通过有效的试验方法,得到了围岩各个方面的真实参数数据,为后续进行的数值分析提供依据。其次,利用大型有限元软件对峡口隧道的开挖支护进行优化。采用二维模拟对不同的施工工法进行模拟,通过应力场、位移场的分析得到最合理的开挖方法。重点是三维模拟在高地应力条件下隧道采取台阶法施工的台阶长度及循环进尺的确定。结合峡口隧道的工程地质及现场试验数据,分别采取了台阶长度6m、9m、15m；循环进尺为0.5m、1m、2m在隧道掘进过长中围岩支护结构的受力位移的变化,同时结合塑性区发展变化和掌子面挤出变形,优化隧道施工的开挖和支护。最后,在高地应力软弱围岩大变形的施工断面中,选择了几个有代表性的断面进行了拱顶沉降和周边收敛位移值的监控量测以及围岩的接触压力、刚拱架内力和二衬压力的监测。通过数据的分析对比,保证施工的安全和验证数值模拟计算的可靠性。