随着城市内可利用地面空间的减少，形成了以城市人口饱和，交通阻塞严重，环境条件恶化，建筑空间拥挤，城市绿地减少为特征的“城市综合症”，严重制约着城市的可持续发展。因此，要解决城市建设与地面空间紧张的矛盾，城市的发展必须由平面走向三维，即实行立体化的再开发，拓展新的城市地下空间、走集约化城市发展道路。修建地铁等城市地下工程的方法很多，通常有明挖法、暗挖法、盾构法等，各种方法都有其优缺点和适用条件，而盾构法由于其机械化程度高、施工速度快和对周围环境影响小等优点，成为城市地铁隧道建设采用较多的施工方法。盾构法也经历了从最初的手掘式、挤压式、气压式到现在的土压平衡式和泥水加压式。截止到2011年，除了北京、上海、广州、深圳这些大城市外，成都、西安、武汉等也开始修建地铁线，而这些地铁大部分都是用盾构法施工完成的。可见，随着我国经济的快速发展和盾构技术的不断完善，盾构法隧道施工将在地铁建设中得到更加广泛的应用。　　 盾构法隧道施工技术在不少专家和学者的研究下已经发展得越来越成熟，但由于工程地质条件的复杂性和周围环境的不确定性，不可避免地要引起大小不同的地表沉降和水平位移，同时影响到隧道自身和隧道上方临近建筑物的安全，引发一系列的工程问题。如何降低盾构施工对隧道自身及隧道上方临近建筑物的影响，合理的控制地表沉降，一直是大家所关心的问题。因此，对盾构法隧道施工过程中的地表沉降规律及其控制方法的研究成为一个重要的课题。为解决湖北省省会城市武汉市的地面交通问题，武汉市首次规划了8条地铁线路建设。在武汉市繁华地区进行隧道施工，盾构技术具有强大的生命力，它可以最大限度地降低对周围环境的干扰。针对武汉地铁二号线越江隧道地质条件复杂，地下水丰富，覆土浅以及对地面变形要求高的特性，本次武汉地铁二号线越江隧道的建设，采用泥水盾构法施工。为了控制开挖对周围环境的影响，需要从设计、施工等不同角度采取有效措施。这对保证工期，提高经济效益具有重要的技术价值和经济意义，同时也对以后类似的盾构工程有一定的参考价值。　　 论文在收集相关资料和阅读大量参考文献的基础上，对盾构隧道施工过程中引起的地表沉降的预测方法做了大量的分析和归纳，总结出如下几种适用的方法:经验公式法、解析法、理论分析法、室内模型实验法和数值模拟法，并指出了各种方法存在的优点和不足。接着简述泥水平衡法盾构施工的工作原理，分析盾构法施工对土体的扰动机理，并将盾构隧道周围的土体分为如下几个区域:挤压扰动区、剪切扰动区、卸荷扰动区和固结区;然后描述影响地表沉降的主观与客观因素，包括:隧道埋深及直径、隧道断面形状及尺寸、地层条件和地下水条件等;最后阐述地层移动的时空效应特征，论证隧道开挖引起的地层移动不仅具有时间效应，而且具有空间效应。　　 论文以武汉地铁二号线越江隧道积玉桥站——江汉路站区间盾构隧道开挖过程为工程背景，选取德鲁克-普拉格(Drucker-Prager)屈服准则作为岩土本构模型，在对本工程进行一些条件的假设后，运用大型有限差分软件FLAC3D对隧道施工过程进行三维数值模拟，并将数值模拟分析结果与现场监测数据进行对比。在数值模拟的基础上，将隧道埋深、推进力和盾尾注浆材料看作单一参数，分析它们的变化对地表沉降的影响，并总结其规律。最后，根据现场施工参数，提出泥水平衡法盾构隧道施工引起地表沉降的控制措施。论文研究得出:　　 (1)采用有限差分软件FLAC3D模拟盾构隧道开挖引起的地表沉降的结果虽与现场的监测数据存在一定的误差，但是地表沉降随地面点位置的变化趋势与现场监测结果基本吻合，从而验证了FLAC3D模拟盾构隧道开挖结果的可靠性。　　 (2)盾构隧道开挖过程中，地表沉降总体的变化规律基本一致，即地表沉降量随着盾构向前推进逐渐增加，但增加幅度不大;横向地表沉降都对称于隧道中心线，且距中心线越远的地层地表沉降量越小，地表沉降量的变化率也越小;距中心线越近的地层地表沉降量越大，地表沉降量的变化率也越大。　　 (3)盾构隧道开挖时，纵向地表沉降与横向地表沉降都随覆土层厚度的增大而减小，但地表横向沉降范围却随着覆土层厚度的增加而增大。　　 (4)不同的推进力对地表沉降的影响不同，当推进力在工程所处环境允许界限值以下变化时对地表沉降的影响很小;当推进力与工程所处环境允许界限值差别不大时，地表沉降会显著变化;当推进力远远超过工程所处环境允许界限值时，开挖面前方土体会产生隆起现象。因此，盾构掘进过程中应控制好推进力的大小，武汉地铁二号线积玉桥站盾构隧道推进力应控制在150KPa左右。　　 (5)将注浆体简化为等代层时，盾构隧道对地表沉降的影响减小，但对地表横向沉降影响不大;等代层厚度的变化对地表沉降也有影响，等代层厚度越大，地表沉降越小。　　 (6)在盾构隧道施工中，应该通过对盾构机的各种施工参数的控制来减小地表沉降，如泥水仓压力的控制，同步注浆与二次注浆的控制和盾构掘进方向的控制。