随着铁路公路高速发展,隧道建设总量迅速增加。隧道建设中,地表沉降和隧道围岩变形是关键问题,已成为交通隧道建设过程中突出的工程难题。支护结构是控制围岩变形和地表沉降的关键,因此地铁支护参数的优化至关重要。青岛地铁1号线水清沟站位于青岛繁华地段,施工过程中引起的地表沉降等问题,不仅使工程安全无法保障,还对社会环境、人文环境和经济效益造成不利影响。因此,对地铁施工过程中地层位移及地表沉降规律进行分析,对开挖方式、支护参数进行优化设计,对隧道的施工风险进行研究具有重要意义。本学位论文以青岛地铁1号线水清沟站为例,采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,对地铁开挖过程中的地表位移、地层沉降、施工工艺、支护参数、施工风险进行了研究,得到以下主要结论:(1)盾构法开挖后地表发生前面隆起后面沉降的现象,且随着盾构机的推进,开挖面后方沉降槽越来越宽,最大沉降量也越来越大,隆起区域也逐步向前推进。管片衬砌结构的应力随开挖的进行逐渐增大,已开挖部分的衬砌结构应力逐渐趋于稳定。(2)对土舱压力和管片背后注浆进行优化,得到土舱压力计算公式和一次注浆的注浆量计算公式及相应的注浆压力。土压力修正值的比例系数k为4.4~5.8 KPa/m;火车动荷载作用下的拱顶土压力增大系数α为1.005。(3)对隧道施工过程中矿山法开挖的支护参数进行优化。从拱顶沉降、锚杆轴力、衬砌轴力三个方面对锚杆长度、锚杆间距这两个参数进行优化,综合考虑经济因素等方面,选择锚杆长度2.0m,间距0.95m为最佳的支护参数。选择锚杆布置方式为拱圈及边墙布置锚杆。对工程进行风险评估,风险等级指标值为0.78,风险等级为Ⅱ级,必须采取一定措施以控制风险。(4)对现场实际监测数据进行分析,并与数值模拟结果进行对比。发现数值模拟的沉降值略小于监测数据,误差在允许范围内。可能原因是地层损失率、内摩擦角、隧道单位长度的理论体积取值存在一定的误差。监测数据YSK43+444断面是危险断面,变化速率过快,需要优化设计。