20世纪80年代以来，不同规模、不同用途的隧洞工程大量应用于我国铁路与公路隧道、水电站地下厂房、国防和人防工程以及城市地下建筑，地下工程施工技术的发展面临新的机遇和挑战。在浅埋、软弱破碎地层等不良地段施工时，常会发生开挖面围岩失稳、洞体围岩坍塌等现象，为将隧洞开挖的影响控制在最小限度内，确保施工的顺利和安全，需要采用特殊的加固地层的方法，即所谓的“超前支护”技术。管棚支护是最常采用且有效的超前支护方法之一，但管棚支护的设计、施工和研究方面，基本上都是基于经验类比法，这已无法适应当前地下工程发展的需要，因此，在总结和积极借鉴国内外管棚支护以往研究成果的基础上，对管棚支护参数进行定量分析是地下工程技术领域的一个重要的有现实意义的课题。 论文介绍了地下工程超前支护施工方法及其特点，重点介绍了管棚支护施工工艺、原理及其研究现状，介绍了管棚支护有限元分析的基础，并在查阅与分析了国内外有关地下工程管棚施工技术资料的基础上，通过选取不同隧洞围岩类别及物理参数，采用Drucker-Prager屈服准则，借助通用的ANSYS软件建立三维有限元模型，对处于不同地质条件和工况下的围岩稳定性和管棚支护结构进行了弹塑性三维非线性有限元模拟，分析了管棚注浆支护结构在不同围岩条件和支护参数下的应力、应变和变形情况，得到以下结论：管棚注浆支护能显著改善软弱破碎围岩的物理力学性质，在隧道开挖轮廓上部形成刚度较大、整体性较好，且具有较强承载能力的加固带，使得隧道周边变形比较均匀，拱顶及地层变形现象得到有效控制；不同管径和管间距对变形最大值影响不大，但对钢管内应力有较大影响，以往简单加大管径、加密管间距的设计方法是不科学和不经济的，需要针对不同地质情况合理设计；不同开挖进尺对围岩变形及管棚内应力的影响较大，应尽量控制好开挖进尺，不宜过大；不同注浆加固厚度、强度对支护结构影响较大，故设计和施工时应确保注浆质量。 本文用有限元分析得到的支护结构、围岩受力和沉降变形规律与工程的实际变形规律基本一致，可用于工程设计及施工参考。