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本发明公开了一种裂隙岩体巨型跨度洞室支护结构及其施工方法,支护结构包括:洞室表面柔性支护结构,设置在开挖面的拱部及边墙,包括钢纤维混凝土和钢筋网;岩体自承载拱结构,设置在洞室的拱部及边墙,包括普通砂浆锚杆、涨壳式预应力注浆锚杆和岩体;锁脚预应力锚索,设置在洞室拱脚部位;块体加固预应力锚索,设置在洞室不稳定块体范围内;以及树脂锚杆,设置在开挖后变形突变区域。本发明的支护结构手段丰富、范围全面、功能分明、承载能力强及经济性好,施工方法工艺简单、施工组织方便、步序衔接流畅及安全性高,可多层次调动岩体的自承载能力,对不稳定块体进行了加固,以使巨型跨度洞室达到稳定状态。