随着我国铁路路网的完善和建设标准的提高，特别是高速铁路和客运专线的大量修建，隧道建设规模和技术水平也踏上了一个新的台阶。然而也面对着复杂环境和不良地质安全施工问题的挑战，其中软弱围岩隧道施工变形控制技术提升是非常迫切的。兰渝线兰广段处于青藏高原东北缘复杂特殊的地质构造环境，尤其是强烈的挤压构造作用。地质构造十分复杂，受多期强烈变形和极低级变质作用改造以及构造、断层、高地应力、地下水等多种因素的影响，形成软岩大变形、硬岩脆性块状坍塌和流砂等，在国内外是罕见的，是特殊环境的特殊地质问题。针对兰渝铁路两水隧道穿越炭质软岩、设计施工难度大、初支变形不满足稳定性条件、衬砌较早施作而引起开裂等问题，分别开展双层支护和双层衬砌试验研究工作。通过对试验段初支变形、围岩压力、接触压力、钢架应力、钢筋应力、混凝土应力等现场试验研究，在试验段设计及施工参数条件下，通过对双层支护结构及双层衬砌结构受力及变形进行分析，掌握隧道支护和衬砌结构受力和变形规律。主要研究结果如下：1.双层支护结构：1）双层支护结构承载能力明显提高，变形速率有所下降，特别是第二层初期支护施作后变形速率明显下降，至二次衬砌施作前可达到预期的变形速率控制指标；2）双层支护不需第二套衬砌台车，第一层初期支护分台阶施作，第二层初期支护利用防水板台车在仰拱开挖支护前一次施作，各工序可以平行作业，施工进度不受影响，施工安全性也得以提高。2.双层衬砌结构：1）结构承载能力明显提高，因第一层二次衬砌施作不受变形速率的限制，第一层二次衬砌的施作及时抑制了变形发展，第二层二次衬砌在结构受力稳定后施作，安全系数更大，为保障后期运营安全起到了积极作用；2）但施工成本大幅增加，需要两部衬砌台车，台车拼装在洞内进行，开挖及其他所有工序都无法开展，需停工等待，施工进度明显下降。