作为隧道大国,我国建成了各种复杂条件下的公路隧道,隧道建设经验丰富,却没有形成具有创造性的建造工法和完善的隧道设计理论,距离隧道强国目标的达成还需努力。本文以在建的东欧黑山共和国南北高速公路为载体,按照新奥法的隧道建造理念,基于RMR围岩分级方法进行Mrke隧道的支护结构设计优化研究。通过对比国内与东欧地区隧道设计之间的异同,为中国企业走出国门进行隧道设计与建造提供参考,同时也可进一步丰富我国公路隧道的设计方法。基于此,本文所做工作和获得成果如下。(1)通过对比分析国际上在隧道设计中使用较为广泛的的RMR, Q以及国内常用的BQ法三种围岩分级方法,根据前人研究结果和统计数据,利用非线性拟合以及各围岩物理力学参数与[BQ]和RMR之间的转换关系,得到[BQ]和RMR之间以及[BQ]和Q之间的对应关系,对比了三种围岩分级方法,为隧道设计提供基础依据。(2)分析了公路隧道支护结构设计的基本原理,揭示不同等级围岩中分步开挖、初期支护、二次衬砌的作用机理；使用Midas GTS有限元分析软件对初步设计方案的初期支护结构进行计算分析,重点分析了初期支护中的喷射混凝土、锚杆以及钢支撑的结构受力特性；使用Midas Civil结构计算软件对初步设计中二次衬砌进行结构计算,分析二衬的受力特性及结构的合理性；使用Unwedge软件针对三维楔形体稳定性进行了计算分析,提出了一套合理的隧道监控量测方案。(3)计算发现初步设计初期支护结构喷射混凝土的厚度设置合理,采用长锚杆、弱钢架的组合形式,长锚杆的施工便捷性差,现场不易达到理想的支护效果,在围岩破碎段也采用刚度较差的格栅钢架,施工安全性无法保证,对施工进度、工程造价等方面也会带来不必要的损失。二次衬砌结构设置合理,无需优化。针对系统锚杆的长度和钢拱架的型式进一步优化设计,得到长短锚杆相结合、强钢架的支护组合,通过计算发现优化后的支护结构支护效果好,同时在施工便捷性、经济节约等方面均有优势。在围岩质量较好的段落,关键块体对隧道支护结构的安全性具有较大影响,初步设计和优化设计的锚杆长度均可完全穿透潜在的楔形块,得到的安全系数没有发生变化,可见长锚杆对增加楔形体稳定性没有实质意义。