伴随着我国城镇化进程的加快,地下空间的开发和利用越来越受到建设者的青睐,作为非开挖施工技术的一种,顶管法在地下工程建设中得到了广泛应用。为了提高地下空间开发的利用率,隧道断面多设计成矩形。矩形顶管隧道施工不可避免的扰动周围地层,引起地表产生沉降或隆起,对于超大断面矩形顶管隧道的开挖,施工的扰动程度更大,周围建筑物的正常使用受到危害。因此,研究超大断面矩形顶管隧道施工引起的地表沉降问题具有非常重要的意义。本文依托郑州市沈庄北路-商鼎路下穿中州大道隧道工程。通过理论分析、实测数据整理归纳和三维有限元数值模拟方法对顶管施工引起的地表沉降问题进行了研究。在此研究的基础上提出有效的控制措施,为郑州地区相同或者类似工程的设计与施工提供借鉴。主要研究内容如下:(1)简要分析和探讨了矩形顶管施工工艺的原理和过程。着重分析了地表变形原因、地层变形特征规律、土体扰动机理以及地表沉降影响因素。(2)研究了顶管施工的监测方案,对实测数据做了深入的分析,归纳地表沉降的一般规律。(3)通过MIDAS-GTS NX有限元软件建立分析模型,研究分析土仓压力、弹性模量、内摩擦角、顶管埋深和注浆对地表沉降的影响。(4)探讨顶管施工引起地面变形的破坏形式;提出有效的施工措施将地表沉降控制在合理的范围内,保证顶管工程顺利、安全的推进。