地铁基坑工程因其位置的特殊性,与普通深基坑工程相比较具有开挖面更广、开挖深度更深、施工环境更加复杂的特点,特别是在各大城市之中的繁华地段,在控制其变形及对周围环境的影响上有着极为严格的要求,但是近年来因支护结构设置不当、开挖方式不当等引发的工程事故时有发生。因此,本文以广州地铁集团有限公司科研项目“广州地铁11号线琶洲站超大深基坑开挖对邻近地铁隧道安全影响分析及保护技术研究”为依托,采用理论设计与数值模拟相结合的方法,研究了地铁超大深基坑在开挖支护过程中支护结构及邻近岩土体受力变形规律,同时考虑了围护结构嵌入土体深度、围护结构厚度、内支撑层数及内支撑刚度等因素与基坑稳定性之间的关系,并对支护结构进行了优化设计,使得基坑各项变形均满足现行基坑规范要求。研究结论主要如下:(1)结合广州地铁琶洲站实际工程情况和超大深基坑支护结构理论,选择出了合理的支护结构措施,运用有限差分软件FLAC3D5.0建立深基坑模型,对基坑施工开挖及支护过程进行模拟计算,得到了围护结构水平位移、基坑邻近岩土体竖向位移及支撑结构轴力变化规律。(2)由广州地铁琶洲站超大深基坑开挖与支护数值模拟结果可知,基坑周边地表沉降趋势表现为先增大后减小,沉降变化由最初的“三角形沉降”逐渐演变为“镰刀形”沉降,最大沉降量为32.538mm,已超出现行基坑规范要求的25mm安全报警线;围护结构水平位移表现为两头小中间大的“凸肚”形变化,最大位移值为20.526mm,已接近现行基坑规范要求的25mm安全报警线;支撑轴力随着基坑开挖深度的增大逐渐变大,其中第二、三道支撑的轴力明显较大,与围护结构水平侧移量的变化趋势基本吻合。(3)在基坑开挖模拟计算结果的基础上,继续对影响基坑变形的围护结构嵌入土体深度、围护结构厚度、内支撑层数及内支撑刚度等参数进行计算分析,从中得出各参数对基坑变形的影响规律,从而对支护方案进行优化。优化后的支护方案增加了围护结构嵌入土体深度及一道内支撑,为保证工程经济性减少了围护结构厚度。采用优化方案后基坑周边地表最大沉降量由32.538mm减小至24.769mm,减少了 23.88%,围护结构最大水平位移由20.526mm减小至16.593mm,减少了19,16%,方案优化后基坑周边地表最大沉降量及围护结构最大水平位移均小于现行基坑规范要求的25mm安全报警线。