掌子面灾变行为、碎屑流运动发展规律、围岩稳定控制是碎屑流隧道修建过程中关键科学问题。从碎屑流物质组成、结构特征入手，建立水-岩耦合作用的碎屑体（碎裂、散体）结构模型，标定碎屑体宏观参数与颗粒离散元细观参数对应关系；结合模拟试验，研究其孕育、演化、发展规律和成灾机理。采用水-岩耦合理论，探明水持续性作用下掌子面失稳模式、临界安全距离；围绕掌子面稳定，形成高位排水工法；研究掌子面挤出变形与稳定性关系，提出掌子面失稳判据。基于碎屑体赋存环境（作用力、富水）、物理力学性态（核心土）与工程作用（排水、预支护、开挖卸荷）相互作用方法，提出碎屑流灾害环境下围岩状态转变控制原理和方法，建立排水-注浆-核心土预加固成套掌子面稳定控制关键技术；结合现场多断面及复合体（地层-水压-支护）模型试验，建立碎屑流隧道合理支护结构体系；最终实现围岩状态由灾变到渐变甚至稳定的转变，形成碎屑流隧道灾害控制及修建技术。
