随着社会经济的快速发展和城市化步伐的不断加快,我国城市快速铁路的建设进入了发展的黄金时期。隧道施工采用暗挖法必定会波及隧道上方地层,使其受到扰动并导致岩土体受损,从而形成不同深度和范围的地表沉降,当沉降或者变形超过一定限度时,就会影响隧道、地表建筑物以及地下设施的安全,尤其对于城市中心地区的浅埋隧道暗挖法施工时,常下穿密集的建筑物、地下管网(如天燃气管道、输油管道、自来水管等)、道路交通(如公路、铁路)等情况,施工环境复杂,施工条件受限,需要保护的对象复杂繁多,因此对地表沉降的要求更加严格。至今,关于中等及以下跨度隧道的设计计算理论和施工工艺方面,在国内外都已比较成熟,随着浅埋大跨度隧道工程的不断涌现,人们在施工中所遇到的问题随之越来越多,其中地表沉降问题最为突出,现行的设计与施工规范已很难满足浅埋大跨度隧道设计和施工的要求。目前国内外有关浅埋大跨度隧道设计与施工的研究成果并不多,可值得借鉴的经验也较少,还处在探索和不断总结阶段。为了减少因隧道施工引起的地表沉降导致对地面建筑物和地下设施的损害,有必要对浅埋大跨度隧道施工地表沉降的影响因素进行分析,故本文以某隧道里程D4K20+275~D4K20+560为工程背景,采用FLAC3D三维显示有限差分软件研究浅埋大跨度隧道暗挖过程中地表沉降的影响因素,研究内容如下:(一)、归纳总结了国内外浅埋大跨度隧道施工的工程实例以及前人的研究成果,为本文提出创新性研究问题奠定了基础,并阐述了浅埋大跨度隧道地表沉降的危害、原因、影响因素及施工方法;(二)、对浅埋大跨度隧道工程暗挖法常用的全断面法、台阶法、台阶分部法、双侧壁导坑法以及中壁法(CD法和CRD法)进行了较为详细的分析评述,为研究浅埋大跨度隧道施工地表沉降的影响因素提供理论基础;(三)、运用FLAC3D数值模拟分析不同断面(60㎡、80㎡、100㎡、120㎡、140㎡、160㎡)、不同埋深(10m、20m、30m、50m、70m、100m)、不同施工方法(全断面法、三台阶法、三台阶六步法)以及爆破振动对地表沉降的影响,结合现场爆破振动监测和路基地表沉降量测实验研究地表沉降的影响因素及其沉降规律,同时验证针对本工程采用的三台阶六步法爆破施工方案是否可行。通过对浅埋大跨度隧道施工地表沉降影响因素的分析,得出以下结论:(一)通过对浅埋大跨度隧道开挖地表沉降影响因素的研究,隧道埋深、断面尺寸、开挖方法以及爆破振动都是地表沉降的重要影响因素,隧道施工会导致隧道顶部地层不同程度的沉降,隧道底部岩土体不同程度的隆起,其中隧道埋深对隧道顶部地层沉降和隧道底部岩土体隆起的影响最为严重,埋深越大,其值越大。(二)不同的施工方法对浅埋大跨度隧道施工地表沉降的影响不同,本文模拟分析的三种施工方法导致的地表沉降量从大到小依次为:全断面法、三台阶法、三台阶六步法。(三)隧道在施加爆破荷载后,加速了隧道围岩地层的密实、沉降,地表沉降明显增大,塑性区范围明显扩大。爆破速度波越大,地表沉降越大,沉降速率呈非线性变化且越来越快。(四)下穿公路段地表沉降实测与模拟的地表沉降规律基本一致,其累积最大沉降值都在允许的范围内,且爆破振动实测数据都在规定范围内,说明在该复杂施工环境下,选用的三台阶六步法和支护措施是可行有效的、合理安全的。