受地铁建筑构造以及地质条件等方面的需要,地铁隧道出现了不同的截面形式。同时,从地铁建设的整体规划角度出发,确保地铁建设期间的安全性,对地铁隧道围岩的分级情况也提出了更高要求。本研究依托南宁轨道交通3号线青秀山站为工程背景,对该车站并行的2条主隧道展开相关研究。首先,本文对隧道施工力学和围岩分级之间的关系进行了理论分析,指出了二者之间的相关联系,为全文的研究提供了必要的理论基础和逻辑论证。然后,结合青秀山站实际工程情况,利用Midas gts/NX数值分析软件对左线主隧道的变截面施工力学行为以及2条主隧道施工引起的围岩应力、位移情况做了必要分析,并且利用现场实测数据,验证了模型的正确性。与此同时,对隧道围岩的超前支护效果做了必要研究。最后,结合韧性理论,提出了一种新的围岩分级方法,并采用欧式距离法验证了该分级方法在实际工程中的应用。通过上述研究,本文得出了以下主要结论:(1)受上部基坑开挖的影响,同一类型的变截面隧道处,埋深较浅处的左线主隧道的拱顶沉降小于埋深较深处的拱顶沉降值。采用CD法和三台阶法2种开挖方式开挖左线主隧道引起的衬砌结构变形值均在规范要求的控制值之内,因此,将原设计的CD法开挖改为三台阶法施工。(2)处于同一埋深同一种类型断面的左右2条隧道,左线隧道即先开挖隧道引起的围岩位移变形量要大于右线隧道即后开挖隧道。通过对左线隧道开挖完成和双线隧道均开挖完成后的围岩应力变化的研究可以发现,后建隧道的施工对先建隧道的围岩应力会产生一定的影响。隧道的超前加固措施对控制地层的变形起到了关键作用。(3)提炼了隧道围岩韧性的概念,指出了韧性的时间属性和功能属性2大重要特性,并基于此,对地铁隧道围岩韧性作出了5个等级的划分。并以青秀山站地铁隧道左线主隧道为工程实例,验证了围岩韧性分级方法的正确性。