钻爆法隧道从开挖到支护再到运营的全生命周期内，各类支护手段在客观上共同形成了一个有机的支护体系，这个体系的最终形态在空间上将呈现出圈层分布的特点。从时间上来看各种支护手段的配搭与组合又呈现出了不同刚度特性。本书将“开挖—支护”过程在时间顺序上划分成了三个阶段，并在空间上建立了圈层模型，由此将各类支护手段囊括在内，形成一套完整的隧道支护体系。在此基础上采用室内试验、理论推导、数值模拟和现场验证等方法，对超前支护、锚杆支护、喷射混凝土拱架、二次衬砌的支护特性分别进行了研究，并对支护结构之间的协同作用原理进行了一定的探讨。

孙毅，中共党员，隧道与地下工程专业博士，高级工程师，现任中铁十六局科技部科研科科员，主要负责科技成果转化和博士后工作站业务，同时兼任中国铁道学会桥隧委员会委员、《现代隧道技术》青年编委。工作以来，以第一作者发表论文核心11篇，其中EI收录5篇，参与编制行业规范4部，参编科技书籍2部，获得股份公司级以上科技进步奖4项，授权发明专利6项，省部级工法1项。

1、尝试从哲学思想中“认识论”、“矛盾论”的角度去研学支护体系的发展史及其发展方向，进而从本质上去了解围岩与支护的博弈关系；提出了隧道圈层模型，为未来可能出现的多层次广义支护体系编织了框架，并进一步明确了各圈层的应力与位移解析关系；从时间和空间的不同搭配方式上给出了多重支护体系协同作用下的支护特征曲线。 2、通过两铰拱模型、无铰拱模型的计算，分析了各种拱脚加固方式下初支拱架的失稳特征，计算中充分考虑了箍筋与“之”字筋对拱架支护刚度与临界荷载的影响。针对喷射混凝土拱架提出了带肋柱壳的模型，运用瑞利-里兹法计算出喷射混凝土与钢拱架联合体的承载特性与临界荷载。 3、提出了虚拟掌子面的概念，认为掌子面前方核心岩土体内处存在一个理想的未扰动的曲面，两个掌子面之间的核心岩土体可以视为一种支护结构，且可以通过加固来提升自身的刚度。 4、建立了超前支护内部协同承载模型，分析认为“超前支护壳体”模型与“超前核心岩土体”模型在支护刚度上的相互增益，提高了超前支护整体对围岩变形的控制能力。通过研究核心岩土体与后续支护圈层的空间位置替换关系，从支护刚度需求角度揭示了围岩有必要提高自身的强度或发生一定的变形才有可能再次达到平衡状态的协同作用机理。