目前,我国现行公路勘察、设计规范的隧道围岩分级方法属于定性和半定量方法。受勘察阶段技术手段的限制,围岩级别划分的准确性相对于隧道实际开挖情况,存在一定误差,局部误差常常较大。现行规范的不完善会引发两种后果:设计与规范冲突或较大的工程变更量。隧道围岩分级不准确,会造成工程建设浪费或工程运营不安全。如果设计采用的围岩级别比实际围岩级别好,施工支护强度将弱于实际需要值,会不安全;反之,如果设计采用的围岩级别比实际围岩级别差,所付出的支护强度超出实际需要值,又造成浪费。因此,科学、合理、切合实际的围岩级别划分,对隧道设计施工意义重大。本文依托延安至延川高速公路9个岩石隧道的工程实例,分别从现场拍照、量测、取样、试验研究和数值分析做了以下5个方面的研究。(1)基于大量岩石点荷载强度试验和单轴饱和抗压强度试验,设计了两种不同点荷载试验方法,对不同岩性岩块同时进行点荷载试验和单轴饱和抗压强度试验,来探究不同试验方法对两者相关关系的影响程度,进而确定不同岩性试块在通过点荷载强度换算单轴饱和抗压强度时适用于何种方法。(2)通过统计分析点荷载强度与岩体干燥抗压强度的相关关系,提出适合于陕北地区的两者关系公式,为陕北地区公路隧道工程施工提供参考。(3)基于近年来岩体力学的研究成果,通过对延安至延川高速公路岩石隧道围岩的岩体参数指标的统计分析,对隧道围岩基本质量体系BQ进行修正,提出适合于陕北地区沉积岩的隧道围岩分级公式,用于指导陕北地区公路隧道的勘察设计工作。同时对各分级指标在施工阶段的获取方法或手段进行了相应介绍。(4)利用地质雷达进行了地质超前预报。探查了围岩构况、岩体完整性、赋水情况、断层活动和裂隙带等不良地质现象及其规模、大小及可能引起的围岩变形破坏。(5)基于陕北地区在建公路隧道,通过公路隧道设计规范和针对陕北地区提出的修正公式分别对陕北地区围岩进行详细分级,并利用Midas-GTS对设计原定级别和隧道围岩实际级别进行了数值模拟对比分析论证新方法的优越性。