随着国家基础设施建设的快速发展,山区高速公路的建设规模不断扩大,施工技术水平也不断提升。隧道支护结构作为山区高速公路建设的关键环节,其质量水平逐渐成为影响山区高速公路整体质量的重要因素,而支护结构的经济性、合理性及安全性逐渐成为理论研究与施工实践的核心内容。在隧道工程的建设中,工程造价、工程整体稳定性等均会受到围岩稳定性以及支护结构的稳定性的影响,其也是隧道建设的关键所在。本论文以成县至武都高速公路张坪隧道为实证研究对象,借助Midas NX工具开展数值模拟分析,对隧道工程支护结构施工方案进行系统研究。具体研究内容为:首先通过数值模拟工具对张坪隧道进口段Ⅳ围岩的施工方案进行探讨分析,对比全断面法、上下台阶分步开挖法的优势和不足,并确定后者在该环节施工的适用性,以此提高隧道进口段围岩与支护的稳定性;然后以隧道出口松散堆积层为研究对象,分析开挖、支护和二次衬砌的受力情况。研究结果表明,无论采取何种施工方案,围岩的位移结果具体表现为仰拱区域围岩上扬、拱顶区域围岩下沉、边墙及拱脚区域的围岩外扩。全断面法与上下台阶开挖法相比,前者的仰拱上扬及拱顶下沉的情况要稍弱于后者,但是前者的边墙及拱脚区域的外扩状况要显著强于后者。对于拱顶的收敛规律,现场实测数据和数值模拟是一致的,只是在数值上有一些偏差,这是由于数值模拟不能完全与实际情况相符导致,因此并不影响最终的研究结论。