高地应力软岩隧道大变形在兰渝铁路尤为突出,给隧道支护参数的确定和工程施工造成了很大的困难。本文以在建兰渝铁路毛羽山隧道高地应力软岩大变形超前导洞释放技术现场试验为依托,结合数值模拟及理论分析,研究了围岩大变形产生机理、挤压性围岩大变形破坏机理、超前导洞释放作用机理及效果、大变形的主控因素以及防治措施等,主要结论如下:（1）在广泛调研国内外有关高地应力软岩大变形隧道的研究资料的基础上,阐述了高地应力、软岩、设计理论和施工技术等方面的发展历史及研究现状。（2）基于高地应力软岩隧道大变形的基本特征,研究了大变形的形成和发展过程,分析了大变形产生机理、挤压性围岩大变形破坏机理及超前导洞释放作用机理。（3）利用现场导洞和正洞变形监测数据,分析了施工过程中隧道围岩的动态演化过程和格栅钢架、U29可缩型钢以及I20b型钢钢架对应的支护形式对控制围岩变形的差异。并对声波法、多点位移计及地质雷达对施工过程中隧道围岩松动范围的测试结果进行了对比分析。（4）引入释放率和视在释放率两个工程名词来量化超前导洞法相对于直接开挖正洞法的隧道周边围岩变形的预释放效果。利用有限差分软件flac^3d对超前导洞采用不同尺寸、位置以及施工工法等工况进行了数值模拟,并与现场实测数据进行了对比分析,给出了具有较好综合释放效果的合理参数组合。（5）对在建兰渝铁路毛羽山、木寨岭及大战沟斜井等隧道监测数据进行了大样本分析,研究了影响大变形的因素,提出了控制大变形的工程支护措施与施工工艺。