对隧道在修建和运营过程中可能遇到的各种地质灾害——特别是围岩大变形进行研究,对于整个建设工程项目的顺利实施具有非常重要的意义。本文以雅安至泸沽高速公路穿越的大相岭泥巴山隧道为研究对象,运用工程地质、岩体力学、数值模拟等理论和方法,研究了深埋长大隧道发生围岩大变形的机理及其稳定性,得到了以下几点认识,并提出了治理围岩大变形的支护方案。岩体结构和岩石物理力学特性是影响围岩大变形的主要因素。隧址区位于龙门山断裂、鲜水河断裂和康滇南北向构造带所构成的“Y”字形构造交界处,受多期次地质构造影响,断层及结构面发育。隧道穿过的几条规模较大的断层绝大多数岩体成碎裂状,隐含裂隙发育,局部呈网状,造成岩体整体完整程度低。隧址区岩石主要是流纹岩和安山岩,由于柱状节理和似层面等原生弱面较为发育,致使围岩岩体力学性能减弱,根据室内岩石力学试验,处于断层破碎带的岩体单轴抗压强度较低。位于安山岩和流纹岩接触界面处的灰凝岩属于软岩。埋深较大的断层破碎带附近的断层泥及灰凝岩,当开挖卸荷后,极易发生大变形。高地应力是围岩产生大变形的另一重要因素。通过钻孔水压致裂法测试,隧道轴线附近的自重应力和水平构造应力均较高。利用FLAC^3D软件,结合钻孔实测地应力,采用多元回归方法,对隧址区地应力反演分析。反演结果表明隧址区地应力属于高地应力状态,与实测和理论分析结果基本相符,隧道轴线附近的最大主应力在30MPa～53MPa之间,方向为N50°～60°W,与隧道轴线夹角约为78°,呈大角度关系,对隧道围岩稳定性不利。在总结围岩大变形机理的基础上,得出该隧道围岩可能发生的大变形将主要分布在断层破碎带的Ⅴ级围岩及部分Ⅳ级围岩区,其类型主要属于岩体结构控制型,变形机制有结构性流变、累进松脱扩展。本文利用岩体力学理论和FLAC^3D软件,分别计算出的隧道各断面的竖向变形量,结果表明,发生大变形的区段基本上都处于地应力较高且围岩级别为Ⅴ级的断层及其影响带;但数值模拟结果较理论计算结果小。最后,综合理论计算结果和数值模拟分析结果,参考总结前人对大变形治理的研究成果,采用喷锚支护的方法,改变围岩应力状态,提高围岩强度,防治隧道围岩产生大变形破坏;通过FLAC^3D软件建模分析,有支护措施与无支护措施的数值计算结果相比,有支护措施时隧道顶部变形降低幅度达到53.4%。由此表明,对于泥巴山隧道的围岩大变形,采用喷锚支护措施进行治理,具有显著效果。