开展复杂条件下公路隧道围岩变形规律及初期支护结构安全性研究对于隧道的安全施工具有重要价值。本文以马鞍子梁公路隧道工程为依托，采用理论分析、支护设计、数值模拟和现场监测相结合的手段开展研究工作，主要结论有：（1）完成了影响马鞍子梁隧道围岩变形的主要因素分析。结果表明，影响围岩变形因素有围岩级别、地应力、施工因素三方面，其中施工因素受开挖方法、支护结构、临近施工等方面影响。（2）基于工程类比和理论计算方法完成了马鞍子梁隧道Ⅳ级围岩的初期支护参数设计。通过FLAC^3D数值模拟，研究了不同开挖方式、不同埋深等工况时Ⅳ级围岩初期支护参数的合理性。结果表明，留核心土开挖方法是Ⅳ级围岩隧道合理的开挖方式，不同埋深对初期支护参数影响比较大。（3）完成了马鞍子梁隧道围岩变形现场监测方案设计与现场监测研究。采用变形曲线、变形速度曲线、和变形加速度曲线研究了隧道围岩的变形特征。采用统计方法分析围岩级别与围岩稳定时间、围岩稳定值的关系，得到了马鞍子梁隧道围岩变形规律。现场量测数据与数值模拟结果的对比表明，围岩的变形实测值与FLAC^3D预测值变化趋势基本一致。（4）通过理论计算和数值模拟相结合的方法完成了型钢喷射混凝土初期支护的安全性评价。结果表明，同一埋深情况下，随着钢拱架间距的增加，初期支护安全系数减小，减小幅度不太大；同一钢拱架间距，随着埋深的增加，初期支护安全系数也相对减小。型钢喷射混凝土初期支护形式支护效果非常明显，初期支护安全系数不小于2.0，说明喷射混凝土强度达到设计强度时，安全系数偏保守。