在大断面隧道修建过程中,掌子面的变形既控制着整个掌子面的稳定性,也直接影响到洞室周边围岩的收敛和稳定。本文以湖北省恩施市五峰山隧道为工程依托,对大断面隧道掌子面稳定性问题进行研究,主要研究工作和成果包括:1)以弹塑性压力理论为基础,对大断面隧道开挖中围岩的反应进行分析。将隧道的常规稳定性理论引申到隧道的纵向稳定性研究中来,从而探究大断面隧道掌子面的变形形式、破坏机理和稳定控制原理。2)采用FLAC3D软件建立五峰山隧道、万兴路隧道和韩家岭隧道的数值模型,借助Origin数据分析软件对大断面隧道掌子面在不同围岩参数、不同埋深、不同跨径和不同水位下掌子面的最大挤出位移进行非线性拟合,分别得出大断面隧道掌子面的挤出位移随围岩级别、埋深、跨径、地下水位的变化规律。3)大断面隧道掌子面的变形主要包括最大变形位置集中在掌子面上部0.69H、中部0.55H和下部0.35H三种形式。通过数值模拟验证大断面隧道掌子面前方核心土周边围岩预收敛对围岩稳定的影响。4)Ⅰ、Ⅱ级围岩中掌子面变形较小,无塑性区或只有局部产生塑性区。Ⅲ级围岩核心土内塑性区主要集中在掌子面至前方核心土约1/2D范围内,地下水会使Ⅳ级围岩塑性区扩大到1/2D~1D范围内。Ⅳ~Ⅵ级围岩塑性区主要集中在掌子面至前方核心土1/2D~1D范围内。5)结合本文计算结果与工程实际,将掌子面的稳定状态划分为稳定、较稳定、欠稳定和不稳定四个级别,为大断面隧道掌子面稳定性划分提供依据。