随着经济的发展,国家基础设施建设的中心在逐渐地向中西部转移。在建设地形复杂的西部过程中,高寒区炭质页岩是公路隧道施工中遇到的一种地质围岩,具备强度低、松散、软弱等软岩的特点,隧道穿过这种地质一般会伴随着施工困难,大变形等一系列工程问题。本文以青海省共和至玉树高速公路高海拔区姜路岭隧道为工程背景,针对施工中出现的大变形问题,应用理论研究、现场监测、数值模拟、归纳总结手段对炭质页岩大变形机理和施工对策进行了深入的分析,主要研究内容和成果包括如下几个方面:(1)从炭质页岩工程力学特性、变形破坏特征、大变形原因着手,总结大变形机理,根据监控量测数据深入分析了姜路岭隧道围岩变形随着埋深的变化规律,得出炭质页岩隧道变形转折点为100m埋深。(2)结合姜路岭隧道现场施工与支护情况,提出了炭质页岩隧道开挖注意事项与大变形防治措施。(3)根据现场监控量测数据,作出炭质页岩隧道净空位移曲线,对变形规律做了详细分析,提出了位移回归函数,并利用压力盒与钢筋计的监测结果分析了围岩与支护的应力变化。(4)运用数值模拟手段,对三台阶七步开挖工法循环进尺、核心土长度、钢拱架间距进行了详细模拟,其中模拟得出的钢拱架应力与监测数据做了对比,结果趋于吻合。