软弱破碎围岩超长隧道建设面临强岩溶、高地应力及高瓦斯等极端恶劣地质条件的挑战。桐梓隧道建设过程中,多次穿越软岩及破碎围岩等不良地质环境,且建设里程长,传统施工工法进度缓慢。本文以桐梓隧道为研究背景,结合室内模型试验及数值模拟方法,研究了不同工法下的施工力学特性,并进行了工法比选,得出了研究段高效安全施工工法。主要研究内容如下:1.在桐梓隧道研究段掌子面处钻芯取样,加工成标准试件,在RMT-301岩石与混凝土力学试验系统上进行单轴压缩试验、三轴压缩试验及巴西劈裂试验,测定研究段围岩力学参数。2.根据实测围岩力学参数,采用相似比1:60,配置满足条件的相似材料;采用不同水膏比配制强度不同的初期支护,测定其力学参数,得出符合试验强度要求的水膏比。3.室内模拟四种工法六种工况隧道开挖,分析开挖过程中围岩应力及初期支护内力响应特征,进行工法比选,并分析最优开挖台阶长度。4.采用FLAC3D分析软件,建立三维数值计算模型,模拟四种工法六种工况隧道开挖,分析隧道开挖支护完成后的围岩位移场、围岩应力场及初期支护结构受力特征,并进行工法比选。5.结合室内模型试验及数值模拟结果,分析得出研究段高效安全施工工法及最优开挖台阶长度。