本文以国家重点公路杭州至兰州线重庆奉节至巫山段马垭口隧道为研究对象,通过对软岩隧道现场监测研究和不同开挖、支护方案的数值模拟。分析了不同开挖和支护方案引起的位移场、应力场和塑性区分布状况,以及隧道围岩稳定问题,选择适合于马垭口隧道合理的开挖和支护方案,提出软岩大变形隧道的施工控制技术。得到以下主要结论:①基于现场监测资料,详细分析了马垭口软岩隧道大变形灾变前后围岩变形特征,以及初期支护的破坏形式。研究结果表明:软岩隧道具有初期支护变形量大、变形速率大、变形持续时间长、破坏形式多样,以及围岩破坏范围大等特点;特别是当支护不及时或支护结构不合理时,围岩破坏范围更大。②基于有限差分法的基本原理及特点,运用FLAC对马垭口隧道进行数值模拟。分析了不同开挖方案引起隧道围岩应力应变特征,研究结果表明:由于开挖方案的不同,即对隧道围岩不同部位卸荷顺序的不同,隧道围岩内应力集中的产生及程度、应力集中荷载的性质、塑性区产生的范围及其密度、围岩变形的部位及大小等,都存在着不同程度的差异。在软岩隧道中减少围岩扰动次数和及时封闭初期支护对控制软岩变形和塑性区开展都是非常有效的施工措施。在微台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔墙法、交叉中隔墙法和双侧导坑法五种开挖方案中,双侧壁导坑开挖方案引起的隧道围岩变形以及应力松弛最小,应为马垭口软岩隧道较为理想的开挖方案。③运用FLAC对马垭口隧道进行数值模拟,分析了不同支护方案对软岩隧道围岩支护效果,研究结果表明:注浆喷射混凝土和锚杆注浆喷射混凝土对控制隧道拱部位移包括拱顶沉降和拱腰收敛效果比较理想;及时回填仰拱能有效的控制曲墙收敛和底鼓;适当增加锚杆长度能较好的控制隧道围岩松弛区和塑性区。④通过探讨软岩隧道变形机理,从软岩隧道开挖和支护两个方面讨论了各种开挖、支护方案的作用机理和效果;结合现场监测和数值模拟的分析结果,较深入地分析了开挖支护后软岩隧道大变形的位移场、应力场和塑性区的分布特征,从而提出了软岩隧道大变形的施工控制技术。