重庆轻轨较新线大坪车站隧道暗挖段最大开挖跨度26.3m,拱部结构扁平,最大开挖面积430m2,最大开挖高度20.6m,最小埋深4.0m,为Ⅲ类泥岩,洞跨比为0.15～0.5。本工程地处繁华市区,行经地段地表人文情况复杂,多为抗震性能差的楼房或交通干道公路路面,对爆破振动和沉降要求非常严格。本文以重庆市大坪轻轨车站隧道为依托对复杂条件下对特大断面、超浅埋大跨度城市隧道开挖方法、开挖参数、预支护方法、爆破参数的选择和优化进行了深入研究,既控制地表沉降和爆破振动速度,同时也实现了隧道快速掘进,创造了良好经济效益。从施工方法的选择到相关技术的开发运用都体现了现代隧道工程理念和创新性,丰富和完善了浅埋暗挖城市隧道施工技术,为今后复杂条件下特大断面、超浅埋大跨度城市隧道施工控制提供了一种有效途径。本文主要研究工作包括:①结合浅埋大跨隧道特点,分析了大跨浅埋隧道开挖围岩应力分布基本特征。以重庆轻轨大坪车站隧道为依托工程,提出了适合本工程特点的5种开挖方式,进行了施工过程力学行为分析,在地铁和城市轻轨工程施工中提出了“上半断面侧壁导坑法,下断面先中槽后侧墙开挖、先拱后墙衬砌”的隧道施工新方法。②对优选开挖方案根据工程类比,初选一些重要的施工参数,采用以数值模拟仿真为先导,进行三维模拟仿真,选择合理的分步开挖尺寸、相互错开距离、预支护方法等施工参数,将计算结果与实际量测结果进行对比分析,为目前大跨超浅埋城市隧道施工亟待解决的具体施工参数选择提供一种有效方法。③运用FLAC3D模拟隧道爆破,将爆破动荷载施加在开挖边界,研究数值模拟得到的爆破地震波随距离的衰减规律与实测爆破地震波随距离的衰减规律一致性;运用FLAC3D对大坪车站隧道不同爆破开挖方法地表振动进行了数值模拟,对地表下沉位移、振动速度以及锚杆受力情况进行了数值模拟,计算得出在设计爆破药量下和采用优选开挖方案进行爆破施工对隧道围岩和结构是相对稳定的,从而从爆破角度论证在地铁和城市轻轨工程施工中采用“上半断面侧壁导坑法,下断面先中槽后侧墙开挖、先拱后墙衬砌”的隧道开挖新方法可行性;运用FLAC3D模拟大坪车站隧道左导洞爆破开挖对右导洞已有支护的影响,对振动速度及位移变化情况进行分析,得出在相同设计爆破药量下爆破开挖对左导洞的影响较小,说明采用的施工参数和爆破药量是可行的,从而为复杂条件下的大跨城市隧道施工参数和爆破参数的确定提供重要的依据。④根据大跨超浅埋隧道的特点,提出了特大跨超浅埋城市地铁隧道的测点布设、量测方法,根据实测结果分析研究隧道开挖围岩动态变化规律以及开挖方法对隧道围岩和结构稳定性影响程度。⑤通过现场各种量测项目实测分析,发现常规变形量测每次变形量绝对值小,很容易忽视,提出浅埋特大跨隧道施工除须进行常规项目量测外,提出必须选择一些能直观反映围岩变化情况、变形绝对值大的量测项目(如初期支护拱架应力量测)作为常规量测项目,对指导隧道施工、预防险情有着非常重要的现实意义。