近年来,随着我国交通事业的迅速发展,在地形、地貌及地质条件复杂的西部地区修建长大隧道工程将会遇到更多的不良地质条件,施工中极易引发塌方、突涌水等灾害事故。在各种不良地质条件中,断层破碎带是重要的地质灾害源。断层带的性质、规模及开挖支护方法是影响工程安全的决定性因素,因此,研究隧道穿越断层破碎带塌方风险、施工过程中的力学效应及围岩变形规律,优化一种快速、安全、经济的施工工法,具有重要的工程意义。本文应用模糊数学、数值分析及现场试验相结合的方法,首先对隧道穿越断层破碎带的塌方风险进行了研究,在分析塌方主控因素的基础上,建立了塌方风险属性识别模型,并进行了实例分析。应用数值模拟方法分别研究了台阶法有支护、全断面有支护隧道开挖过程围岩的力学行为；研究了在不同埋深、不同开挖进尺下隧道穿越断层破碎带的围岩的变形规律。综合数值模拟的结论,提出段家屋隧道试验段的施工方案,即两台阶的开挖方法,通过对现场监测信息的分析对比,得出该施工方案的可行性。据研究结果表明,此类隧道采用两台阶的开挖方法以及相应的支护方法来施工是合理可行的。通过该开挖工法,有效的提高了段家屋隧道的施工效率,避免了隧道在穿越断层破碎带时可能出现的塌方地质灾害。