随着我国GDP列入世界前五及社会大发展的需要，山岭高速公路隧道的建设任务逐年增加。而隧道建设有别于地上建筑工程及市政路桥工程；隧道工程由于在前期踏勘勘察阶段对于所开挖隧道的地质地层状况很难有准确了解，故地质状况的不确定性给后期安全施工增加了难度。而如何在隧道开挖的时候合理预测前方围岩级别、以动态的管控思路修改隧道拟采用的施工工法及支护参数则成为一个值得深入研究的应用性课题。本论文将以张涿高速公路张家口段李家堡隧道为课题研究背景，以超前地质预报为先导，监控量测为辅助，对隧道开挖后的围岩稳定性进行合理分析，收集整理预报监测数据，同时以监测数据为依托进行数值模拟分析，优化初期支护参数，为隧道后续施工积累经验。本文将从以下几点展开：1.采用GPRMAX V2.0软件进行隧道超前预报的正演模拟分析，对断层、溶洞等不良地质体的预报特征进行分析、归纳、整理。2.运用瑞典MALA地质雷达对李家堡隧道进行超前地质预报、初期支护及二次衬砌的检测；以李家堡隧道工程预报实际为参照基础，扼要介绍地质雷达的预报理论原理及图像分析方法，全面客观的分析地质雷达在隧道检测领域中的实战效果，并总结预报中不良地质体的预报特征。3.运用MIDAS/GTS有限元软件对李家堡隧道III级、IV级及V级围岩进行三维数值模拟开挖分析，并结合现场监测数据，从模拟结果中合理分析隧道开挖后围岩的位移场及应力应变变化规律。4.运用MIDAS/GTS有限元软件对李家堡隧道初期支护进行优化，从锚杆的直径、长度及喷射混凝土厚度三个角度出发，运用单一变量法进行二维数值模拟分析，最终提出优化的支护方案，为隧道动态施工提供理论基础。