随着西部大开发、国家能源战略、节能减排战略的实施，地下洞室大埋深、大跨度、高边墙的发展规模不断刷新世界纪录。复杂条件下的地下隧洞施工过程，需要科学合理的施工程序和支护方案。本文以向家坝水电站右岸厂房尾水隧洞为工程背景，基于非连续介质理论，综合应用理论分析、数值模拟、数值试验和安全监测等方法，开展了复杂条件下水工隧洞施工力学行为研究，主要包括以下内容： 　　(1)分析了围岩稳定性问题中不同围岩类型的特征、破坏机制及其在稳定性计算时的处理方式；针对大跨高边墙、缓倾角层状岩体、不连续结构面及动力荷载等复杂条件下的隧洞工程，采用离散元法分析非连续介质岩体在静载、动载作用下的力学响应； 　　(2)基于非连续介质理论，建立考虑夹层、层面和节理裂隙等不连续结构面的二维数值计算模型；通过分析围岩变形、应力分布和塑性区分布特性，对多方案开挖路径及支护方案下的围岩力学状态进行综合评价，并优选了开挖方案和支护设计参数，安全监测数据表明了开挖方案和支护参数选取的合理性； 　　(3)向家坝电站尾水隧洞施工中，创新了无拱座挂顶混凝土施工技术，解决了缓倾角层状岩体大断面隧洞施工和顶拱围岩稳定性问题。通过对无拱座挂顶混凝土施工过程进行模拟，分析围岩体与支护结构受力状态，从理论上验证了该创新技术的合理性和价值； 　　(4)采用数值模拟与数值试验相结合的方法，重点以软弱结构面的分布部位及分布距离两个主要因素进行数值试验，分析了缓倾角层状岩体中软弱结构面的分布方式对隧洞围岩力学特性的影响； 　　(5)研究地震力作用下，大跨度、高边墙节理岩体隧洞围岩的变形特征、应力分布、塑性区分布、波速特性和衬砌混凝土受力特性，分析了大型地下隧洞不同部位围岩在地震中的力学响应规律。 　　复杂条件下的隧洞施工过程也是复杂应力路径下的围岩体力学行为过程，其将影响着成型后的地下洞室围岩稳定。复杂条件下地下隧洞的施工力学行为研究对指导地下工程设计和施工具有重要的理论意义和实用价值。