本文依托实际工程,利用数值模拟与现场试验相结合,并且引用了可靠度计算的方法,对水工隧洞工程穿越裂隙破碎带的围岩支护参数进行优化并且验证可行性,使其支护参数设计更趋于科学,更严谨,更能反映出水工隧洞软弱围岩问题的本质。本文在查阅了大量文献的的前提基础之下,归纳了新奥法的支护结构的作用原理和开挖形式的优势弊端,以及穿越断层破碎带围岩的特征,根据依托水工隧洞的工程概况,深入论述有效地隧道支护方法;依托工程穿越断层破碎带围岩支护的特殊性,本文利用FLAC3D软件对设计出的围岩采用上下开挖法进行参数模拟,模拟出水工隧洞断面围岩在开挖,支护,再开挖时的围岩收敛情况以及应力重分布情况,并据此得出合理的钢拱架间距,锚杆长度,锚杆环向间距以及喷射混凝土厚度。根据依托工程的现场施工监控量测,分别对同级的普通段围岩和断层破碎带地段围岩的拱顶沉降和周边收敛进行比较,并用回归曲线推算出拱顶沉降的最终位移。将优化后的支护参数与普通围岩设计支护参数在同类型的断层破碎带围岩进行分组实验,分别对围岩变形,喷射混凝土压力,钢拱架内外侧应力与初期支护围岩压力进行监控量测分析,得出实验优化段的支护完全可以保持断层破碎带围岩的稳定,而初始设计参数在围岩的拱腰以及偏上处出现了破坏,从监控量测得到的数据与围岩稳定情况分析,数值模拟优化后的参数可以承载裂隙破碎带的围岩并保持稳定。以响应面法为基础,本文加入了蒙特卡洛的数据采集形式,将水工隧洞断层断面的结构可靠度进行了理论模拟计算,计算出的可靠度β值拱脚处最大,然后在拱腰处达到一个最小值,在拱腰上部三分之一出现拐点,然后逐渐变大,然后可靠度出现峰值后又变小直到拱顶达到一个极小值,与此前的数值模拟与现场观测相比分布与变化趋势基本相同。这种模拟与监测相结合并对结果进行可靠度计算分析的方法在实际地下工程中具有一定的推广价值。