近几年,国家对西部地区的基础建设格外重视,穿越地质不良地区的隧道的数量也逐渐增加。当隧道在施工过程中穿越溶洞、软岩等地质不良地区时,会发生隧道塌方、岩爆、突涌水、围岩变形等重大灾害,不仅延迟了隧道工期,而且还造成重大的财产损失和人员伤亡。对于这些重大灾害,在发生前能进行预测是首要任务,其次是往常普通的支护结构形式不能满足要求,需要提出新型支护结构体系。(1)在重庆某隧道现场选取钙质泥岩,在山东大学实验室内对岩样进行加工,开展室内常规单轴、三轴压缩试验,不仅得到了岩样的基本力学参数,而且分析了岩样的破坏形式。(2)利用有限元软件ABAQUS,以重庆某隧道为工程背景,模拟了软岩隧道的开挖支护过程,重点模拟了隧道围岩变形和受力情况。(3)提出了由钢格栅核心筒、高韧性喷射混凝土、强粘性喷射防水卷材组成的新型支护结构体系,并在重庆某隧道进行了应用。在该支护体系中安装单点位移计、表面应变计和双模压力盒,分析了其应力、应变、围岩压力及变形等数据,将测得围岩变形数据与传统支护形式下的变形数据进行了对比,新型支护可以有效的治理围岩变形。(4)利用属性数学对隧道钙质泥岩区域围岩变形进行风险评估,得出该隧区有较大的围岩变形风险。安装岩石应力计、单点位移计和渗压计,远程监控隧道围岩变形前发生的变化值。并且研发了隧道安全施工管理平台,囊括了超前地质预报、监控量测、开挖进度、隧道围岩变形监测等信息,方便施工单位管理。