西安黄土地区地铁修建于城市繁忙地段或者既有建筑结构附近已成为无法避免的工程问题,如何快速有效地施工,减少对城市带来影响是黄土地区城市地下建设过程中亟待解决的难题。开展黄土地区浅埋暗挖大跨度车站PBA工法施工地表沉降规律研究具有一定的学术价值和工程应用价值。依托西安黄土地区地铁8号线浅埋暗挖大跨度车站主体PBA工法施工项目为背景,通过有限元软件ABAQUS建立三维数值模型,对拟建车站施工进行全过程模拟,对车站PBA工法各施工阶段诱发地表沉降规律及其施工过程中车站主体结构力学效应进行研究。主要工作和结论如下:(1)车站采用“上层4各小导洞 下层2个大导洞”的导洞结构,对新型PBA工法施工进行适当简化,模拟车站施工全过程,结果表明:车站最终沉降符合浅埋暗挖车站沉降控制标准,导洞施工阶段底部隆起值较大,地表沉降主要集中在PBA工法施工的前期阶段,导洞开挖引起的沉降占比最大,扣拱阶段沉降占比次之。地表沉降槽曲线大致关于车站中线对称,地表水平位移以车站中线为轴,在距车站中线左右约14m处达到最大,地表水平位移规律整体呈现为车站两侧土体向中轴线移动收缩的趋势。(2)采用数值模拟对车站新型导洞结构的开挖顺序进行研究,分析车站各阶段沉降及地表变形特征。采用层次分析法建立系统的层次结构和评价指标矩阵,对每个施工方案的各评价指标进行对比,计算每个指标的判断矩阵,确定最优导洞开挖顺序为:先开挖上层导洞后开挖下层导洞,先开挖两边导洞后开挖中间导洞。(3)针对浅埋暗挖车站导洞尺寸大小对车站地表沉降和车站结构受力的影响展开研究。采用数值模拟对浅埋暗挖大跨度车站不同导洞尺寸施工工况进行研究,通过层次分析法对各工况进行评选。取导洞阶段地表沉降值、扣拱阶段地表沉降量、沉降槽宽度、车站结构应力、导洞施工空间为主要评价指标建立评价指标矩阵,计算每个指标的判断矩阵,综合考虑结构安全性、施作空间、对周围环境影响等因素,建议导洞设计尺寸不宜超过5.0m,以4.0m为最佳。