近年来,我国的铁路建设如火如荼,在铁路建设中,就会遇到更为复杂的地层。本文以顶溪隧道工程为背景,以研究隧道施工过程中穿越复杂地层的施工方法为目的。顶溪隧道所经复杂地层主要为瓦斯煤系地层、岩溶溶洞、断裂破碎带等,危险性较大,施工难度高,为采取合理高效的施工方法,本文选择了常用的三台阶开挖法和CD法进行比较,从围岩应力场、位移场、塑性区及支护结构的受力变形等方面进行详细比较分析,并结合这两中隧道施工方法的特点,从而确定施工方法。本文借助有限元软件Ansys进行三维数值模拟分析,能有效分析不同开挖步之间的对围岩和支护结构的影响及其相互关系,从空间效应和时间效应上更为接近实际施工。在复杂地层施工中,制定安全有效的施工方法极为重要。根据隧道信息化施工的特点,隧道在施工过程中建立了监控量测制度,用监测数据来验证施工方法的安全性和支护结构的稳定性,为此本文选择了几个典型断面的监测数据,进行分析支护结构变形位移趋势。另外隧道施工过程中,遇到了岩溶地带、瓦斯地层及断裂破碎带,为成功穿越这些不良地层,制定了较为详细的施工技术方案和措施。