本文以浅埋大跨度隧道为对象,研究了浅埋隧道定义、变形的力学特征、围岩稳定性、以及几种主要超前支护方式的支护机理和力学效应。在此基础上运用有限元方法对超前支护效应进行了数值模拟分析。论文首先介绍了浅埋大跨度隧道超前支护的发展以及研究现状,提出判别浅埋隧道新方法,并论述了隧道变形的力学特征和隧道监控量测,分析浅埋大跨度隧道围岩稳定性判据并提出新方法;然后建立隧道开挖过程中管棚的力学模型,并利用巴氏双参数地基模型对管棚进行受力分析,接着运用VB编程对管棚支护参数进行优化设计;此外研究小导管对围岩加固原理和小导管参数设计,分析超前锚杆加固机理,并对支护工艺进行了初步探讨。根据毫山峪隧道实际的隧道超前支护方式,采用ANSYS有限元程序,对隧道超前支护开挖分别进行了二维和三维数值模拟,得到开挖过程中的围岩位移场、塑性区等,并对结果进行了分析。最后,针对三维和二维模拟结果进行了对比。