公路隧道建设过程中,二衬合理支护时机的确定是影响工程建设成败的关键因素。就目前的研究现状而言,数值模拟法是研究二衬合理支护时机的重要手段,但由于岩体具有不连续、不均匀等特性,通过查阅地质资料或试验所获取的力学参数随机性较大、代表性不强,研究成果很难反映真实工程状况,难以有效指导隧道支护设计与施工。鉴于此,本文以建（个）元高速兴隆隧道工程为依托,以隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩段为研究对象,综合采用理论分析、现场监控量测、数值模拟、数据回归处理、位移反分析等技术手段与方法,获取更符合工程实际的围岩力学参数,进而对复杂条件下隧道二衬合理支护时机的综合判定开展研究,主要取得以下成果:（1）分析隧道开挖后围岩弹塑性区应力与位移变化规律,推导弹塑性区应力、位移以及塑性区半径表达式,进而推导出二衬合理支护时机理论计算公式并阐述其应用的局限性;总结确定二衬合理支护时机的影响因素以及变形速率、极限位移、最小支护抗力3种判定准则。（2）制定兴隆隧道施工期监控量测方案,分别选取隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩段的典型断面进行位移监控量测,采用回归分析法对监测数据进行处理;通过3种回归函数的对比分析,最终确定双曲线函数回归精度最优,并根据函数曲线预测Ⅲ级围岩最终位移量为12.98 mm,初步确定在开挖后第17天施作二衬,Ⅳ级围岩最终位移量为19.61 mm,初步确定在开挖后第24天施作二衬。（3）依据兴隆隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩段的典型断面拱顶沉降监测数据,结合黄金分割法与FLAC3D数值模拟软件,确定位移反分析模型以及待反演的岩体力学参数;采用位移反分析法对典型断面进行力学参数反演,确定Ⅲ级围岩E=4.944 GPa,c=0.268 MPa,Ⅳ级围岩E=2.632 GPa,c=0.213 MPa,为符合工程实际的围岩力学参数,为后续二衬合理支护时机研究提供依据。（4）基于上述研究成果和变形速率、极限位移、最小支护抗力判定准则,采用数值模拟手段分别对Ⅲ、Ⅳ级围岩段二衬合理支护时机进行研究;综合考虑回归分析与数值模拟计算结果,最终确定兴隆隧道Ⅲ级围岩二衬合理支护时机为开挖后第17天,此时距掌子面85 m,Ⅳ级围岩二衬合理支护时机为开挖后第24天,此时距掌子面72 m。