城市地下轨道交通的修建不仅能够解决城市地面交通的问题,还能起到节约土地资源保护坏境的作用。地铁车站多处于城市中心区域,周边环境复杂,为了在地下水丰富且地上建筑物密集的条件下完成施工,PBA工法应运而生。尤其是PBA工法的关键施工工序在一定程度上决定了整个工程能否顺利完工。因此,本文以北京地铁16号线某地铁车站为依托,通过理论分析和数值模拟开挖、支护过程,首先对PBA群洞开挖的时空效应进行分析。然后对PBA工法施工过程中关键工序的结构、土体应变响应特征进行研究,包括小导洞开挖、初支扣供以及二衬扣拱过程中的土体与结构受力和地表位移。在此基础上,通过对PBA工法的监控系统加以布置,并对现场上的监控统计和数值模拟成果加以分析,更进一步验证了模拟的正确性。本文的主要研究成果如下:（1）通过收集该场工程地质背景资料和工程勘测,以探明该场的土质地层岩性类型、山势地貌、地下水特点等,分析工程所处的环境地质特征。基于随机介质理论,阐释群洞开挖时空演化规律模型,研究大跨断面隧道采用PBA工法分步施工引起地层空间不均匀的变化机理。（2）针对工程实践,利用FLAC3D数值模拟软件,首先对PBA工法施工过程的本构模型进行选取,然后在此基础上建立相应的数值模型,对PBA施工初期支护过程中的土体应变响应特征进行研究,分析小导洞开挖和初支扣供过程中的土体位移和应力变化规律。发现四导洞在开挖每个导洞过程中的最大累计竖向位移分别为5.14 mm、6.58mm、13.07 mm和19.65 mm,呈现逐步增大的趋势。在中跨初支扣供施工过程中,竖向位移和水平位移最大分别为20.96 mm和10.38 mm,出现在中跨初支扣拱的拱顶及两中导洞洞顶初支的位置;隆起变形量最大为14.35mm,出现在中跨洞洞底。在边跨初支扣供施工过程中,最大的竖向位移和水平位移分别为35.83 mm和16.95 mm;隆起变形量最大为21.77 mm,出现在两边跨洞洞底。最大地表沉降值在25.00-30.00 mm之间,小于工程标准要求,满足施工安全要求。（3）在初期支护完成后,进一步对PBA主体施工过程中的支护结构和土体应变响应特征进行分析,主要研究中跨二衬扣供、边跨二衬扣供以及站台板和底板施工过程中支护结构和周围土体的位移、应力等变化规律。发现随着跳仓破除跨度的增加,主体施工过程对土体及工程结构的扰动随之增大。在中跨二衬扣供施工过程中,最大沉降位移和隆起位移分别为46.07 mm和8.00 mm,分别出现在中跨二衬扣拱的拱顶和各洞室洞底。在边跨二衬扣供施工过程中,最大沉降位移和隆起位移分别为50.15 mm和9.02 mm,该阶段为安全稳定状态。（4）当中板（站厅层）施工完成后,最大沉降位移为66.01 mm,并且隆起位移量很小。沉降量最大的位置是中、边跨二衬扣拱的拱顶;最大地表沉降值在50.00-55.00 mm之间,小于施工标准要求的该阶段最大沉降量为57 mm的临界值。水平位移相对于竖向位移而言,变形量则相对较小,最大水平变形量为15.92 mm,位于地表,该阶段为安全稳定状态。（5）对PBA工法的监测系统进行布设并对现场监测数据与数值模拟结果进行了对比分析,发现现场实测地表沉降数据在分布规律上和FLAC3D数值模拟结果较为一致,施工导洞开挖、初衬扣拱、二衬扣拱在拱顶中央位置监测数据略大于数值模拟结果,开挖站厅层和开挖站台层监测数据略小于数值模拟结果,验证数值模拟的正确性。