以山子顶软弱围岩公路隧道为依托,由于施工现场所采用的环形开挖留核心土法并不能保证隧道施工的顺利进行,故本研究基于ANSYS有限元方法,建立了系统锚杆+钢纤维喷射混凝土支护、长系统锚杆+加厚喷射混凝土支护、管棚+系统锚杆+喷射混凝土支护、扩挖支护+喷射混凝土支护共4种三维计算模型对施工方案进行对比分析优化。研究得出:扩挖支护是软弱围岩隧道一种相对优越的施工方案,且当扩挖支护厚度达到60 cm时初期支护的主压应力为16.4 MPa,主拉应力为0.486 03 MPa,满足其材料强度要求。为了进一步论证扩挖支护施工措施对初期支护结构受力特性影响的合理性、全面性及优越性并为上述结论提供理论支撑,本研究继续构建了扩挖支护厚度为0 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、60 cm共6种三维计算模型,进而较系统的分析了扩挖支护与初期支护力学行为。本研究结果可为其它类似工程提供参考。