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随着我国西部大开发战略的逐步实施，为了打通中西部之间的连接，国家加大了对连接中西部高速公路的建设力度，连接中西部之间的高速公路项目相继上马。西部属于多山地区，隧道是山区高速公路的重要组成部分。隧道建在围岩中，对围岩级别进行正确划分不仅关系到隧道设计与施工方案，而且还决定着整个隧道工程的造价。国内外在近几十年来把围岩分级作为隧道工程技术的重要内容之一。
十漫高速公路在大地构造上归属南秦岭冒地褶皱带，主体部位位于该褶皱带武当复背斜之两郧背斜之上，区域地质构造复杂。沿线围岩岩性多变，不同等级结构面发育，地下水类型较多，地质条件复杂。造成了设计阶段围岩准确分级困难，较多地段设计阶段围岩分级与施工阶段围岩分级不复，据统计沿线27条隧道中，有22条隧道在施工阶段进行了围岩变更，围岩变更长度比较长，部分隧道围岩变更长度占隧道总长度的50％以上，围岩变更比例最大的达到97％。这说明了十漫高速公路隧道设计阶段围岩分级是存在问题的。因此，建立一个可靠的设计阶段围岩分级标准具有重要的现实意义。本文以十漫沿线隧道为依托，结合科研项目“岩性与结构多变地层隧道围岩分级方法研究与实践”进行，采取理论分析与现场地质调查以及实验室实验相结合的研究手段，对建立设计阶段围岩分级方法进行深入研究，主要取得以下成果：
(1)十漫沿线，围岩性质和赋存状态受到两郧断裂的影响，发生了劣化，沿线隧道区大部分围岩属于地质软岩与工程软岩的范畴；沿线Ⅰ～Ⅴ结构面发育，隧道开挖过程中主要涉及Ⅲ～Ⅴ级结构面；沿线分布的地下水类型较多，地下水是影响围岩稳定性的一个重要因素；沿线区域构造应力以挤压应力为主，在隧道施工中，构造应力对隧道围岩稳定性将带来较大影响。
(2)目前常用的围岩分级方法中，《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)是以定性指标为主的经验分级标准，在十漫沿线复杂地质条情况下，定性为主的分级标准存在一定局限；Q系统分类是定量综合指标围岩分级方法，侧重考虑岩体结构面作用，未直接考虑岩石抗压强度和结构面产状，在设计阶段，其参数准确获取存在一定困难。Q系统分类方法主要适用于硬岩，在十漫沿线不具有普遍适用性。RMR分类不适用于软岩参数的估算，只适用于硬岩。
(3)在《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)定性与定量修正的基础上，提出了设计阶段围岩定性与定量分级方法。定性修正主要对岩石风化程度划分和岩石完整性程度划分两个方面的修正。定量修正是对地下水影响系数与软弱结构面影响系数的修正。
(4)建立了设计阶段围岩分级指标体系及十漫设计阶段围岩分级指标。设计阶段围岩分级指标体系的确定依据围岩稳定性的影响因素，主要包括三项指标，首先是岩石坚硬程度指标，其次是岩石完整性程度指标，再次是修正指标，包括地下水，软弱结构面，以及地应力修正指标。
(5)研究了如何准确获取分级指标的定量值。岩石坚硬程度的定性指标，岩体完整性程度的定性指标，地下水，地应力指标均通过地质测绘与调查获得。岩石饱和单轴强度指标通过室内单轴抗压强度试验获得，在试验过程中，试样的采取、试样制备的精度、试验仪器等过程必须按照一定的规范进行。点荷载强度通过点荷载试验获得，标准单轴抗压强度试验仍是获得岩石单轴抗压强度可靠数据的最佳手段。前期勘察阶段，岩体完整性指标Kv通过浅层地震法获得，岩体体积节理数Jv通过结构面测线获得。
(6)选取了十漫典型的两条隧道，龚家垭与二道垭隧道进行了设计阶段围岩分级方法的应用。分级结果显示：利用本文提出的设计阶段围岩分级方法进行分级之后，分级结果与实际开挖围岩级别的吻合率较高，均在75％左右。实践表明，本文提出的设计阶段围岩定性与定量分级方法是适用可行的。
(7)应用可拓学理论，建立了山区高速公路设计阶段围岩分级可拓学评价模型。并对评价模型在火车岭隧道中进行了应用，分级结果与实际开挖的吻合率达到77.4％，达到预期效果。研究表明，可拓学围岩分级方法成功应用的关键在于：可拓学所选的分级指标不受限制，最大限度的利用勘察成果，以及层次分析法的应用。
本文较为系统的研究了山区公路隧道设计阶段围岩分级方法，通过现场应用，取得了良好的效果。本文对可拓学理论在设计阶段围岩分级中的应用进行了尝试，结果表明，应用达到了预期效果。同时，本文的设计阶段的研究结果对于同类的工程实践，具有一定的参考价值。