围岩大变形是隧道和地下工程中较常见的一类容易造成施工困难、损坏设备、延误工期、增加工程投入的重要地质灾害。引大济湟总干渠引水隧洞采用硬岩双护盾TBM施工，在穿越大阪山南缘断裂带时发生了严重的围岩大变形，导致掘进中断并卡机在桩号CH16+775处。结合施工开展系统的围岩大变形的调查、测试、分析和试验研究是非常必要和紧迫的，在此基础上，从机制、类型和支护等方面对围岩大变形的综合防治开展深入系统的研究对于重新修复启动TBM并完成后续大变形洞段的开挖掘进工作来说是非常重要的。除此之外，这项研究工作对于保证工程质量和施工安全，缩短工期、优化设计具有重要意义，并可在围岩大变形的综合防治研究上获取经验，为其他相似工程提供参考。本文详细阐述了引大济湟总干渠引水隧洞TBM卡机段所处的大坂山南缘断裂带的工程地质条件，在总结围岩破坏模式特征的基础上，结合扩挖洞段围岩工程特性的试验研究成果，确定了围岩大变形的机制；使用岩石力学的方法对围岩进行线弹性和弹塑性理论分析和变形预测，通过数值方法对围岩的应力场位移场和塑性区分布进行模拟，在此基础上对大变形的支护方案进行评价，并就可能出现的问题制定了相应的监控量测和信息反馈方案。主要取得以下成果：1.引大济湟TBM卡机段位于大坂山南缘断裂带中，施工中揭示的围岩性质较差，室内试验显示卡机段围岩除强度较低外，其矿物成分中粘土矿物含量较高，极高的自由膨胀率显示软弱围岩具有高膨胀潜势。2.大坂山南缘断裂带围岩变形破坏模式主要为软岩塑性流动，塑性楔体挤出、坍塌和泥石流状泥水混合物；围岩大变形的发生和发展与高地应力、膨胀性、岩体结构、地下水等因素有关，综合这些分析，认为TBM卡机段围岩大变形力学机制为在相对高地应力作用下，软岩塑性流动、软岩膨胀变形和塑性楔体剪切滑移三种方式的复合。3.通过弹塑性理论分析对围岩的参数进行验证，计算结果与实际情况在考虑计算模型的简化时，可以认为相差不大，因此围岩参数选取是合理的。4.采用数值模拟方法模拟围岩已开挖洞段的应力变形状况，与实际情况大致吻合，在此基础上模拟扩挖施工，计算结果显示开挖后允许围岩应力充分释放的情况下，围岩的变形量最大可达1.39m，破坏区厚度约9.7-12.5m，如不及时支护，将发生非常严重的变形破坏。5.围岩大变形支护应以力学机制分析为基础，控制塑性圈的产生，并把整个设计、施工到监测反馈的过程联系起来，不断修改完善并优化。监控量测在围岩大变形支护的过程中具有重要作用。6.扩挖洞室的支护方案采取以自进式锚杆、格栅拱架和厚喷射混凝土层作为主要受力结构，通过注浆加固、超前管棚、排水导管来改善围岩破碎状况达到预支护的目的，同时在格栅拱架中增加变形槽来适当释放围岩变形，减小支护受力。在实际运用中可能会出现围岩变形量大，支护结构刚度不足等情况，针对这些情况布置了收敛计、锚杆应力计、钢筋计、混凝土应变计、渗压计等监测仪器进行监控量测和反馈分析，保证工程施工和运行的安全稳定。