管棚法是地下结构工程浅埋暗挖施工的一种超前预支护方法,其作用本质是在地下隧道工程开挖后的初期支护及二次衬砌拱圈弧线上,预先钻孔并且安装惯性力矩较大的厚壁钢管,发挥临时超前支护作用,防止隧道拱顶土层坍塌及降低地表土层下沉量,确保隧道开挖掘进过程及后续支护工作的安全运作。管棚法施工在近年来的隧道施工中得到了广泛的应用,尤其对浅埋偏压且含软弱土层隧道而言特别重要。本文通过分析研究管棚法的设计及施工,结合理论分析与数值模拟两种方法对管棚参数进行讨论,再利用在实际工程中监控测量的拱顶沉降及地表沉降数据,将其与数值模拟结果进行对比分析,具体完成以下工作:(1)总结归纳浅埋偏压连拱隧道性质及受力特征,分析软弱松散岩层隧道在施工过程中,容易出现的冒顶坍塌原因及处理措施,综述管棚超前预支护的类型及管棚受力范围理论,分析浅埋偏压隧道围岩压力理论和现有围岩压力理论,(2)基于现有的围岩压力理论和浅埋偏压隧道围岩压力理论,建立管棚两种力学模型Winkler弹性地基模型与双参数Pasternak弹性地基模型,以及解析两种地基模型管棚挠度微分方程,利用方程组分析管棚弯矩、剪力及挠度变化规律。(3)结合实际工程浅埋偏压类型的温州雅屿连拱隧道,利用Midas GTS NX软件分别数值模拟研究浅埋偏压隧道在有无管棚支护下位移及受力分析,管棚在隧道不同偏压角度下的分析、同一截面拱顶管棚最大位移变形位置、连拱隧道开挖顺序不同下的管棚分析、管棚在不同层数布置下的分析、分析不同注浆材料对管棚的影响、分析管棚水平插入仰角、管棚环向间距布置及钢管直径选择对隧道的影响,并利用现场实际监控量测的数据进行对比研究,分析有限元数值模拟结果与实际监测结果是否相符。