随着经济发展、人口增加,以及城市的不断扩张,城市交通已日趋拥挤。而地下空间以其巨大的潜力为解决城市发展的空间制约提供了现实的可能性。新管幕法因其应用范围广泛,适用场地多,对周边环境影响较小,近年来广泛运用于修筑地铁隧道等地下空间工程中。在新管幕法施工中如何有效控制地表的沉降变形,是衡量新管幕法施工成功与否的关键,因此有效控制新管幕法施工中地表沉降变形是新管幕法施工中不容忽视的重要问题。本文依托太原市迎泽大街下穿火车站通道工程,在充分借鉴前人的优秀研究成果及相关基础上,通过采用理论分析、数值模拟、监控量测、现场实验相结合的综合研究方法,针对新管幕法施工中钢管顶进速度、钢管直径、钢管顶进顺序、地表沉降变形控制技术等方面展开研究。得到如下结论:(1)从未经扰动土层中的应力状态与扰动土层中的应力状态两个方面研究了新管幕法钢管顶进对上覆土体变形影响机理。通过对横断面地表沉降分布与地表沉降的纵向变化规律两个方面的研究,得到了钢管顶进条件下管幕段上覆土体的变形形式,明确了地表破坏方式。为进一步研究新管幕法顶管施工中地表沉降影响因素奠定了理论基础。(2)通过现场顶进实验,分析了钢管不同顶进速度对土体沉降的影响。通过监测结果发现,采用不同顶进速度完成后的沉降值不相同,在一定的范围内地表沉降值随着顶进速度的增加而变大。并且在新管幕法钢管顶进过程中,实测的地表横向沉降变化曲线形状基本与Peck正态分布曲线相同。(3)通过理论计算和数值模拟,分析了钢管不同直径对土体沉降的影响。通过数值模拟可以得出:钢管的不同直径对地表沉降具有一定的影响,随着钢管直径的增加在钢管顶进过程中地表沉降值逐渐增加。(4)结合太原市迎泽大街下穿火车站通道工程,通过ABAQUS数值软件模拟得出:钢管顶进顺序不同,对上覆地表土层沉降变形造成了不同程度的影响,进行多层顶管时,先顶进上排钢管后顶进下排钢管对上覆地表土层竖向位移影响较大,其次是顶管施工连续形式。根据施工现场场地情况,确定了最合适的顶进顺序,有效保证施工质量,节约时间及资金。(5)通过研究钢管顶进速度、钢管直径、钢管顶进顺序三方面对新管幕法顶管施工期间上覆地表土体沉降变形影响,对新管幕法地表沉降控制技术进行研究,根据前期的理论和模拟分析,提出选用直径为2000mm的钢管进行钢管顶进,同时钢管顶进速度为75mm/min,钢管顶进顺序为先下后上间隔交替顶进的施工形式,并辅加线路扣轨加固、注浆加固及管棚加固等技术控制措施。通过该研究可为新管幕法地表沉降变形控制工程应用提供理论指导和技术支持,对新管幕法技术的发展具有促进作用,对降低新管幕法工程施工风险具有重要意义,对提高工程安全性、经济性和绿色环保具有重要的社会意义。