隧道施工现场中钢架架设、拼接及其锁脚锚管的连接是一项劳动强度大,施工效率相对较低的工序。在以往的隧道施工中,由于隧道长度相对较短,软弱地层及不良地质条件相对较好实现,隧道沿程需要进行钢架支撑的地段一般相对较短,因此,钢架架设所带来的低效、高强问题一直未引起相关重视。近年来,随着长大隧道的大量涌现,隧道长度与日俱增,钢架支撑中人工架设这种传统施工所带来的问题日益突出,并逐渐被大多数工程技术及管理人员所重视,如何实现隧道钢架支撑机械化施设,优质高效的实施隧道支护措施,已经成为解决长大隧道快速施工的关键问题之一。《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）及《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）行业标准中对初期支护钢架的施工工艺及加工要求进行了相关规定,但缺少对钢架的材料、形式、适用范围、加工工艺、运输、安装与管理过程进行规范。按照目前钢架的设计及施工模式,现场难以按照设计要求使钢架与不同变形程度的围岩密贴,施工质量难以控制。本文为解决这些问题创造性地提出了新型装配式折叠钢架,并结合伴有黄土古土壤夹层的相关实际工程进行了研究,主要包括新型钢架的受力特点及破坏形式、实际应用优势以及在不同工况下的支护受力变化规律,最后研究了隧道通车运营期间的地震动力响应特点,得出的主要研究成果如下:（1）以室内加载破坏试验、数值模拟计算分析等方法,得出了新型装配式折叠钢架的受力破坏特点与影响因素,并依据现场实际对装配式折叠钢架的试安装,在与常规钢架安装工法对比后,验证了新型折叠钢架的实用性与优异性。（2）通过在模拟初期支护与二衬之间的梁单元之间添加衬砌间弹簧,实现了结构-荷载法计算方法下的施工过程模拟,并分析古土壤膨胀荷载作用下初支与二衬各自的内力变化规律,为折叠钢架的实际使用提供了建议。（3）通过地层结构法计算原理,运用更能反映土体真实情况的Modified Mohr-Coulomb本构模型,模拟计算了由于山体起伏所引起的隧道埋深对隧道衬砌及围岩的影响,得出了不同隧道埋深作用下的钢架内力变化情况以及地层围岩应力的发展变化规律。（4）通过时程分析法,模拟了在水平地震荷载作用下的衬砌响应情况,分析了衬砌的位移响应规律、加速度响应规律与应力响应规律,得到了古土壤层与隧道的相对位置对隧道衬砌动力响应的影响规律。