本文以天河山隧道为工程背景,针对断层破碎带参数敏感性进行分析,并对超前注浆加固开展深入研究。通过对断层破碎带的参数敏感性、单一因素多水平影响规律进行研究,得出断层破碎带参数敏感性排序,并根据敏感性排序有针对性的提高注浆参数,以提升超前注浆加固的效率。在有超前注浆加固工况下,研究拱顶沉降、隧道断面纵向变形及拱顶竖向围岩压力随开挖的变化规律,分析超前注浆加固的纵向搭接长度及注浆厚度对加固效果的影响。通过文献调研、工程案例分析、数值模拟、现场监测、归纳总结等分析方法,得出了一些具有工程应用价值的结论和建议。主要研究内容及结论如下:(1)通过数值模拟隧道开挖穿越断层破碎带,选取7项参数进行正交实验分析,得出对拱顶竖向围岩压力的敏感性排序为正常围岩等级(A)>断层泊松比(F)>断层弹模(E);通过上述数值模拟正交试验,得出对拱顶沉降的敏感性排序为正常围岩等级(A)>断层弹模(E);(2)在单因素多水平分析中,以隧道拱顶竖向围岩压力及拱顶沉降为主要分析指标,得出100MPa到1GPa为断层弹模的主要影响区间;10°～16°为断层摩擦角的主要影响区间;0KPa～100KPa为断层黏聚力的主要影响区间;随着断层水压不断增大,拱顶竖向围岩压力及拱顶沉降逐渐增大,整体变化趋势接近于线性变化;而在本文深埋隧道工况下,断层破碎带的重度变化对拱顶竖向围岩压力及拱顶沉降无影响;(3)在有超前注浆加固工况下,破碎带影响拱顶沉降、隧道断面纵向变形及拱顶竖向围岩压力的范围大致在距断层破碎带10m左右;在影响范围内,随隧道开挖,各项指标变化规律如下:拱顶沉降加速增大,开挖掌子面通过监测断面2m后拱顶沉降趋于稳定;隧道断面纵向变形加速增大,开挖掌子面通过监测断面后纵向变形无法监测,数值突变为0mm;拱顶竖向围岩压力加速增大,直至掌子面开挖至监测断面后1m为最大,并在掌子面通过监测断面2m后完成围岩的应力释放,随后拱顶竖向围岩压力再随开挖缓慢增大,直至开挖掌子面通过监测断面10m后趋于稳定;(4)随着纵向搭接长度的减小,拱顶沉降线性增大,掌子面挤出变形加速增大;在纵向搭接长度为2m时,掌子面挤出变形突变增大为-88.3mm,故为保证施工安全,在本文工况下,纵向搭接长度不宜小于2m;(5)注浆厚度越大,隧道拱顶及掌子面前方塑性区,与距离破碎带内塑性区之间的距离越远、拱顶沉降及掌子面挤出变形越小,施工也越为安全;结合施工安全及经济效益考虑,在本文工况下,注浆厚度建议施作1.5m。