近年来,我国基础建设发展迅猛,交通运输行业作为利国利民的支柱产业在基础建设中有着举足轻重的地位。但我国地势复杂,尤其在西南地区山脉纵横,隧道建设成为打通全国交通网的最大难题。而在隧道建设的过程中,支护结构作为最重要的安全保障应予以重视,因此对隧道支护结构与施工方案进行优化设计具有重要意义。以浦清高速岭顶隧道为依托,结合现场实测资料,设计文件,施工文件和相关规范,利用有限元软件ABAQUS模拟现场隧道开挖与支护过程,为隧道支护结构设计与施工方案比选提供参考,主要内容如下:(1)归纳总结了围岩压力理论与支护理论的发展进程,通过围岩压力计算理论对本案例进行计算分析,在判断案例为浅埋隧道的基础上计算得到岭顶隧道上部围岩压力,并对现代支护结构理论在本案例的适用性上进行讨论分析。(2)结合现场实测资料与支护结构参数,应用有限元软件ABAQUS进行三维建模分析,并将有限元模型与实际监测地表沉降和拱顶沉降进行对比验证。以围岩位移场、围岩塑性区、喷射混凝土应力场、锚杆应力场和钢拱架应力场为判断依据,对初期支护结构的施作时间、喷射混凝土的厚度以及钢拱架间距等支护参数进一步优化分析。结果表明,合理的初期支护结构的施作时间不仅能够充分发挥围岩自稳能力,还能使初期支护结构发挥更好的支护性能;喷射混凝土厚度优化后能够达到提高施工效率和降低工程成本的目的,并充分发挥锚杆和钢拱架的支护作用;合理的钢拱架间距能够减少施工对围岩的扰动次数,提高围岩稳定性和提升支护效率。(3)在已优化支护参数基础上和保证围岩稳定性的前提条件下,为充分发挥初期支护结构承载性能和提高施工效率,从围岩位移场、围岩塑性区、喷射混凝土应力场、锚杆应力场和钢拱架应力场等角度出发,比较分析了针对岭顶隧道的三台阶七步开挖法与上下台阶法两种施工方案。结果表明,上下台阶法较少的施工步骤可减少围岩内部的应力重分布,提高围岩稳定性以及加快施工进度,其结论可为类似的工程实践提供参考与建议。