因浅埋偏压膨胀软岩隧道的工程性质,隧道建设常常出现多种病害,如围岩失稳、塌方、地面沉降过大甚至裂缝等变形现象。为了降低施工风险,保证施工进度,节约工程成本,通过采用现场调查、理论分析、数值模拟、现场试验及现场应用验证相结合的研究方法,依托新建张家界至吉首至怀化铁路官田隧道工程项目,针对浅埋偏压膨胀软岩隧道施工变形特性、浅埋偏压膨胀软岩隧道施工变形控制方法、浅埋偏压膨胀软岩隧道施工变形控制技术等几个方向开展研究,得到如下结论:(1)通过理论分析和文献分析,研究了膨胀围岩的基本特征,总结了膨胀围岩对隧道施工的不利影响;从内在、外界因素两个方面分析了膨胀性围岩的胀缩机理,推导了具有时间效应和不具有时间效应的膨胀性围岩本构关系公式,研究了浅埋偏压膨胀软岩隧道偏压现象的成因、分类,分析了影响浅埋偏压膨胀软岩隧道产生偏压现象的主要因素,研究了围岩偏压对浅埋偏压膨胀软岩隧道的不利影响,为研究浅埋偏压膨胀软岩隧道变形控制方法和技术奠定理论基础。(2)通过现场试验和数值模拟,基于浅埋偏压膨胀软岩隧道围岩变形特性,对施工工法从施工技术、变形控制效果、施工安全、施工便利性及施工进度等多方面开展对比分析,提出了优化的临时仰拱台阶法,确定了“膨胀软岩段采用三台阶预留核心土法,断层破碎带及严重偏压地段采用优化的临时仰拱台阶法”的浅埋偏压膨胀软岩隧道施工变形控制方法。(3)通过数值模拟和现场试验,提出了“刚性-柔性结合、增强支护完整性、增强超前支护、可控性注浆加固”的围岩变形控制理念,对比分析了浅埋偏压膨胀软岩隧道的超前预支护、钢架支护、注浆加固的不同方式和参数,提出了“交替式”刚柔结合拱架支护新技术、“棚架式”超前预支护新技术、复合控制注浆加固新技术等系列关键新技术,确定了浅埋偏压膨胀软岩隧道施工变形控制技术。(4)通过监控量测和现场试验,结合官田隧道现场工程实际状况,深入研究了官田隧道施工变形特性和施工变形控制措施,对官田隧道现场的监控量测数据进行了详细整理,对比分析了不同支护措施、优化设计前后的围岩变形位移量、支护压力、应力,检验了浅埋偏压膨胀软岩隧道变形控制施工方法和技术的有效性,为修改设计及施工参数提供了技术依据。