近年来,随着各城市地铁发展进程的不断加快,在修建地铁的过程中不可避免的会遇到各种各样的由于城市环境的复杂所带来的问题,面对着地下复杂的市政管线以及地上密集的建(构)筑物等风险源,地铁施工面临着更加严峻的考验,特别是在北京这样特殊的城市,地铁施工的要求需要更加严格,北京市以此提出了北京三环微扰动变形控制技术研究的地表控制值为15mm的研究目标。本文以北京市地铁12号线马甸站洞柱法施工为研究背景,通过对洞柱法导洞施工方案进行比选、长大管棚超前支护及深孔注浆加固参数优化等微扰动技术的地表沉降控制效果进行研究,采用数值模拟、现场监测等研究手段对首都主干道下洞柱法施工微扰动变形控制技术进行了如下研究:(1)洞柱法地铁车站开挖方案的比选。经过数值模拟的计算,对计算结果进行比较可以发现采用“先上后下,先边后中”的施工方案相对于采用“先下后上”的开挖方案能够减小4%的地表沉降,且“先上后下”的施工方案地表波动起伏相对较小能够减小安全问题的发生,故最优开挖方案为“先上后下,先边后中”。(2)长大管棚超前支护参数的研究。在第三章的模拟基础上继续管棚的数值模拟,通过对比有无管棚两种情况下管棚、拱顶以及地表的变形验证管棚确实具有防坍塌、阻断沉降、均匀沉降曲线、增强围岩参数的作用。通过数值模拟的方法对管棚直径以及管棚间距的参数进行必选,发现管棚直径变化对地表沉降控制作用较小,管棚间距与地表沉降控制成反比的关系,在经过经济以及安全施工多方面比选后最终的管棚最优比选结果为管棚直径为121mm,管棚间距为300mm。经过管棚超前加固后与第三章对比地表沉降减少了15%。(3)深孔注浆参数的比选和研究。在第四章的基础上对注浆圈厚度进行数值模拟,发现经过管棚注浆后深孔注浆加固圈厚度的变化对地表沉降的控制作用效果不大最终取1.5m的注浆加固圈厚度。为更好的了解注浆加固体材料参数对地表变形控制的影响故在第三章的模拟基础上进行注浆加固体材料参数的模拟,模拟发现注浆材料对地表变形控制的影响效果内摩擦角>弹性模量>粘聚力,所以实际施工中应该通过提高注浆材料的内摩擦角和弹性模量来控制地层变形,地表沉降也控制在了30mm以下。(4)施工实测数据的分析研究。通过变位分配控制的方法对实际监测方案与变位控制值进行对比分析,研究超出控制值处的主要原因并及时采取措施控制实际施工中的地层沉降以达到指导施工的目的。综合本文的整体研究结果来看,为实际施工过程中控制地层变形提供了部分加固措施的优化方案。通过工法优化、管棚超前加固以及深孔注浆措施可以控制地层变形达到安全标准,但是距离15mm的研究目标还有一定距离,后续研究还需要进一步优化来控制地表的沉降。