隧道工程和地下工程将在本世纪得到全面的发展。随着世界各国长、大隧道的不断拟建、新建和建成，给隧道工程的发展和研究打下了坚实的基础。如全长53.8Km日本青函海底隧道和全长50.50Km英法海底隧道已经相继建成。全长分别为36Km和57Km的瑞士勒其山隧道和哥特哈德隧道已经开工；连接韩国釜山和日本福冈全长222.6Km的韩日海底隧道已经被提上拟建日程等等。建国以来，我国的隧道工程和地下工程也得到了全面的发展，已完成的秦岭终南山特长隧道全长18.02Km，正在施工的兰渝铁路西秦岭隧道则长度为28.24Km。随着我国的公路、铁路的快速发展，特长隧道越来越多，中国隧道的总发展趋势是多、长、深、大。隧道工程在得到巨大发展的同时也面临着巨大的挑战。　　 兰渝铁路双线电气化国家一级铁路，客车目标速度160km/h，2008年9月26日在兰州开工，预计2014年通车。兰渝铁路项目概算投资总额774亿元人民币，由铁道部、重庆市、四川省和甘肃省合资共建。兰渝正线新建长度818.71km，桥梁127.769km，隧道460.613km，桥隧比例72％，施工难度大。　　 两水隧道在的兰渝铁路第5标段，起至桩号为DK357+082～DK362+090，全长4928.35m。隧道位于甘肃省武都区白龙江左岸中山区，地质条件复杂，围岩破碎，节理发育，隧道区水文地质条件较差，区域地震基本烈度为八度。两水隧道属于铁道部高风险控制隧道。　　 在隧道及地下工程中，由软弱岩体组成的围岩，在高地应力或相对高地应力、地下水或自身膨胀性能的作用下，丧失部分或全部自承能力，产生具有累进性和明显时间效应的塑性变形且变形得不到有效约束的现象，称为围岩大变形。围岩大变形将破坏支护结构、侵入断面净空，若处理不当将造成塌方，甚至冒顶，极易造成施工人员伤亡、机械设备毁坏、延误工期、增加成本，是隧道和地下工程中常见而危害大的地质灾害。　　 两水隧道自从2009年开工建设以来，出现了初期支护开裂、破坏，甚至出现二衬开裂、掉块，仰拱隆起等严重的隧道结构破坏的现象，总体施工难度非常大。查明大变形的机制，有针对性的提出相应的支护措施，对保证两水隧道工程的顺利施工有着重要的意义。同时，对以后的千枚岩隧道施工有借鉴意义。　　 本文详细阐述了两水隧道工程地质条件，在大量的施工现场跟踪调研的基础上，阐述了两水隧道围岩大变形的形成机制；在工程地质分析的基础上，运用现代的地下工程支护理论和施工理念，结合现代的量测技术和数值模拟方法，对围岩大变形的治理措施进行了探讨。主要的研究工作有：　　 (1)从围岩大变形的主要因素出发，例如围岩岩性、岩体结构、地应力和地下水的等方面，对两水隧道大变形的力学机制、破坏模式进行深入研究。两水隧道主要通过地层岩层薄片、薄层状岩层在高地应力的作用下，围岩发生剪切塑性流动，跟着发生滑移、扩容而导致大变形。大变形的机制主要有软岩流塑变形、弯曲变形、塑性剪切滑移。　　 (2)两水隧道围岩大段的围岩变形的位移释放速率特征具有明显的区域性。两水隧道进口围岩大变形段落的变形速率总体上小于两水斜井和两水出口，速率大多在0～10mm/d不停地波动。两水斜井变形速率大，50天后进入稳定期。两水出口大变形持续的时间较进口和斜井短，变形速率随着治理措施的加强呈逐渐降低趋势。两水进口和两水斜井的最终拱顶下沉量明显大于其净空收敛量，两水出口则是净空收敛量明显大于其拱项下沉量。　　 两水隧道围岩大段的围岩变形的位移释放速率特征也有许多共性：在上台阶开挖及支护完成后，前3天围岩收敛和拱顶下沉速率均沉较大(1.5～3 cm/d)，3天以后变形速率有一定的缓和，围岩收敛和拱顶下沉保持在1cm/d左右，在开挖中、下台阶时，变形速率明显加快，变形值明显增大。　　 (3)在现代围岩支护理论的基础上，结合数字模拟和现场监控量测结果，认为通过采用挂网喷锚、超前支护和具有足够刚度的拱架的联合支护可以有效抑制围岩大变形。　　 (4)围岩大变形的治理的关键是在查明大变形机制的前提下，采用有针对性的支护措施和合理的施工方法。在采用联合支护施工过程中，发现控制围岩大变形一种合理的支护结构固然重要，合理的施工方法也同样重要。如：在大断面软岩地质中采用普通的钻爆法施工非常不利于围岩的稳定，应该用采用铣挖机开挖隧道拱部轮廓线，中下台阶采用预裂爆破配合挖掘机破碎锤开挖，减少爆破对围岩的扰动。针对隧道开挖方法三台阶七部法开挖时多次扰动拱脚和不能及时封闭成环，容易造成大的沉降和收敛问题的缺点，提出核心土加临时仰拱台阶法，该方法有效克服上述缺点。根据现场量测的结果，基本上在仰拱施工完成以后，变形量就会达到总变形量的80％以上，达到二次衬砌的条件，如果晚进行二次衬砌，软弱底层就有可能侵限，甚至坍塌。总之采用合理的联合支护方法，加上合理的施工方法，可以有效控制围岩大变形。