姜路岭隧道为国道214线共和至玉树(结古)公路上的控制性工程,隧道进出口海拔高程4300多米。隧道在开挖过程中,由于围岩及初期支护出现大变形,导致初期支护开裂、侵限,掌子面围岩坍塌、仰拱底鼓、二次衬砌开裂。论文以姜路岭隧道为依托,采用现场调查、室内试验、现场测试、数值分析等手段,对隧道围岩力学参数、变形特征、支护参数及施工方案等开展研究,主要开展的工作及研究成果如下:(1)通过室内重塑,获得了炭质页岩的力学参数。对比现行规范,姜路岭隧道炭质页岩围岩力学参数低,应作为一种特殊地质隧道来进行设计和施工。(2)通过分析和总结,归纳了姜路岭炭质页岩隧道的6种破坏模式和5种变形特征,并从内外因方面全面分析了隧道大变形原因。(3)采用声波法、多点位移计法及数值模拟计算,获得了姜路岭隧道的塑性区分布规律和松动范围,隧道围岩塑性区范围为:15~32m。(4)通过对不同设计支护参数的数值模拟计算分析,并和现场实测对比,提出了姜路岭隧道合理的支护参数。(5)通过对台阶法、上下台阶+临时仰拱法、侧壁导坑法三种不同施工方案的数值模拟对比分析,并结合高寒气候特点、施工环境、机械效率等因素,提出了适合姜路岭隧道的台阶法开挖方法。