新建成兰铁路茂县段隧道软岩大变形严重,变形量大、持续时间长、具有时效性。隧道围岩大变形的预测及防治是大变形研究中重要的内容。软岩大变形影响因素复杂,在其它隧道软岩大变形的预测评价经验,不能完全适合于成兰铁路软岩隧道,软岩隧道大变形已经成为制约成兰铁路隧道建设的瓶颈。论文在新建成兰铁路茂县段软岩隧道大变形调研资料分析基础上,归纳总结了成兰铁路隧道大变形类型、特征及影响因素。在成兰铁路地应力实测成果基础上,提出复杂地形地质三维数值分析模型建立方法,反演分析了成兰铁路茂县段(含杨家坪隧道、茂县隧道、榴桐寨隧道)区域地应力环境。结合典型隧道段实测变形反演,分析了地应力大小及方向、隧道洞径、岩层产状等对变形的影响,建立了隧道软岩大变形经验预测公式,并对成兰铁路茂县段隧道软岩大变形进行了预测和评价,并对成兰隧道软岩大变形的控制措施有效性进行了分析。研究表明,成兰铁路杨家坪隧道大变形是复杂的地质构造、高地应力、软弱破碎的地层岩性、不利结构面、两线小间距施工及两线支护措施不对等、地下水软化相互作用影响等多因素下的软岩压溃变形、挤压性大变形、扩容型松散型大变形。茂县段区域三向主应力值的关系为SH>SV>Sh,地应力特征以区域构造应力为主,最大主应力的优势值大致为N31°～55°W,成兰铁路茂县段隧道50%以上区段为极高应力区段。原设计措施下杨家坪隧道严重大变形区段占84.7%,茂县隧道严重大变形区段占23.7%,榴桐寨隧道严重大变形区段占16.9%。原措施变更加强后可满足变形控制要求。大变形预测评价方法及变形控制措施可应用于成兰铁路其它软岩隧道建设。