随着我国经济和科学技术的快速发展,大规模基础设施建设尤其是铁路交通建设进入了飞速发展时期。在很多施工条件比较恶劣的地区都开始了大量的基础交通道路建设。由于这些地区往往山岭众多,交通困难,设计施工不便,在修建铁路或公路时常常需要穿山越岭,导致大量的穿山隧道涌现。随着隧道工程建设数量的增多,工程中暴露的问题也逐渐增加,对这些问题的研究和分析对施工安全和隧道建成后寿命周期内的维护都有重要的意义。本文依托吉图晖客运专线小盘岭山岭隧道工程为背景,通过在施工现场做的试验段的相关数据,隧道施工过程中的监测数据为依据,分析隧道受力和变形的相关规律。在室内对碳化泥质板岩的物理性质通过多个实验进行分析总结。对大断面隧道的施工方法和技术进行总结,并归纳不同施工方法的优缺点。建立基于国际先进的大型通用有限元分析软件ABAQUS的三维模型,通过变化不同的施工参数来分析影响隧道受力和变形的主要因素,并和实际现场得到的数据进行对比和验证。通过分析得到影响隧道变形的主要因素,引入到BP神经网络进行分析并对类似断面隧道的变形进行预测。以上对相关问题的研究和实验,可以丰富大断面碳化泥质板岩隧道设计和施工的理论依据,并对现场施工有一定的参考和指导意义。