为了满足西部大开发战略的迫切需要，改善交通条件、开发与利用水利资源、南水北调等都亟待实施，实施这些项目时都不可避免地出现隧洞开挖。西部地区高山峡谷的地形地貌使得多数隧洞施工都是在深埋硬岩条件下进行的。高地应力和地质赋存环境的复杂性等使隧洞开挖过程中灾害频发。为了满足深埋硬岩隧洞工程建设需要，围绕深埋硬岩隧洞的支护优化设计方法开展了一系列的研究。在对锦屏Ⅱ水电站引水隧洞、辅助洞和施工排水洞开挖揭露的破坏现象进行机理分析的基础上，以支护设计为出发点，研究了适合深埋硬岩隧洞围岩破坏模式分类方法，以及基于此分类方法的围岩稳定动态控制流程；探讨了深埋硬岩隧洞中围岩中的能量演化和变形破坏规律，研究了系统砂浆锚杆-围岩复合结构体力学参数的确定方法，并通过数值计算分析了不同布锚密度和支护时机下锚杆的加固效果；将上述研究成果应用于锦屏Ⅱ水电站引水隧洞工程建设中，减小了施工期的事故风险，获得了显著的经济效益。　　 本文的研究工作包括以下几个方面：　　 (1)总结了锦屏Ⅱ水电站引水隧洞、辅助洞和施工排水洞开挖揭露破坏现象，基于对脆性岩石变形破坏特征的认识和围岩开挖过程中力学响应的把握，对各种破坏现象进行机理分析；以支护设计为出发点，从“施工和支护要求”与“控制因素”两个层次上将硬岩隧洞围岩破坏划分为3种破坏类别和9种典型破坏模式。针对有岩爆倾向性的洞段的调控策略，如优化循环进尺、断面尺寸与形状、应力爆破孔深优化等策略有效降低深埋硬岩隧洞开挖过程中围岩能量释放的剧烈程度，减小岩爆风险。在破坏模式分类方法的基础上，考虑深埋隧洞沿线地质赋存环境的复杂性，提出围岩稳定控制流程。　　 (2)提出了岩爆洞段的支护设计理念。分析目前常用支护结构的力学特性，确定岩爆洞段支护单元选型。提出各级岩爆支护参数确定方法；考虑现场施工条件和隧洞开挖对围岩能量扰动的影响，定义时滞性岩爆和即时性岩爆；在此基础上提出岩爆洞段支护时机优化方法。　　 (3)从控制围岩长期稳定性的要求出发，研究了锦屏大理岩试样在常规三轴试验条件下的应力-应变曲线特征，拟合大理岩长期强度系数与围压的关系式，提出长期安全系数指标，基于Mohr-Coulomb屈服准则推导了长期安全系数的表达式，在岩土工程数值分析软件FLAC3D中开发了相应的分析模块，数值计算结果可为永久锚杆长度设计提供了理论依据。　　 (4)从锚杆改变围岩的力学参数的角度来研究系统普通砂浆锚杆的加固作用。提出了锚杆与弹性围岩和屈服围岩组成的锚杆-围岩复合结构体的力学参数确定方法，二者的强度参数均可通过加锚岩体与围岩的初始抗压强度比σc＇/σc获得。提出的锚杆对围岩力学参数的影响与围岩当前状态下的等效塑性应变有关这一思想；并基于此思想开发了模拟锚杆加固效果的程序。该程序应用到实际工程中，计算结果能客观地反映支护时机对围岩稳定性的影响。计算所得的破坏区深度与现场实际的破坏区深度较为接近。