随着城市化进程的不断推进,密集的人员流动和日益拥堵的交通成为制约城市发展的突出问题。地铁以其安全、快速、准时、运量大等特点在越来越多的城市中展开修建,极大地缓解了城市交通系统所面临的压力。地铁车站作为地铁工程中的重点内容,其设计和施工受限于地质条件和周边环境等多种因素的影响。大连地处沿海存在发育的地下水,同时地质条件呈现出明显的上软下硬的特征。大连地铁在早期暗挖车站的施工中引入了软土地区成熟的施工方法,在实际应用过程中暴露了诸多问题:复杂的工序转换以及大量的爆破等辅助措施造成工期延长;岩层的自稳性未充分利用存在较大的安全裕度。工程技术人员在总结传统工法和上软下硬地质条件的基础上创立了一种新型施工方法—拱盖法。作为一种新兴的施工技术,拱盖法仍处于不断发展和改进的阶段,本文以大连地铁5号线在建的石葵路站为背景,针对工程大跨、硬岩、富水等特征对工程施工中的沉降和应力变形规律、导洞支护施作时机、爆破和流固耦合作用下的稳定性等问题展开研究。主要的研究工作如下:(1)建立石葵路站三维有限差分数值计算模型,计算并分析了施工各阶段的沉降变形和受力特征,据此给出相应的施工建议。同时对主要施工参数进行了优化分析,可为相应的施工决策提供借鉴。(2)基于收敛约束原理和单元状态指标确定了隧洞支护时机判别方法。以拱盖法小导洞施工为例进行了支护时机分析,对比了覆岩厚度对支护施作时机的影响,最终给出了支护施作时与掌子面之间的控制间距,该方法可以用于指导拱盖法主体导洞施工过程中初期支护的施作时机和施工进尺的控制。(3)依据石葵路站实际爆破参数进行荷载的等效计算并通过三角形冲击荷载时程函数进行荷载的施加,编写FISH函数实现了应力时程函数在FLAC3D中的加载。结合数值计算结果和爆破监测数据分析了拱盖法主体爆破施工对相邻导洞、地下管线、周边地层以及二衬结构的影响,同时依据计算结果和规范要求确定了安全的爆破进尺。(4)对流固耦合作用下拱盖法施工过程的孔隙水压和渗流场分布进行了分析,指出了主要施工阶段渗流集中的区域。对比了支护结构在考虑渗流和未考虑渗流以及实测最大值三种工况下的变形值,同时对各部分支护结构的受力进行了安全性分析,此外还分析了爆破对围岩渗透性的影响。所得结论为拱盖法在富水条件下的适用性提供了依据。本文对复杂条件下拱盖法施工过程中变形、应力、渗流特征和爆破响应的一般规律进行了揭示,提出了针对性的施工建议和控制措施,丰富了拱盖法设计和施工的理论依据,可为富水硬岩地层暗挖车站的施工提供借鉴。