改革开放以来,我国公路、铁路隧道建设规模不断扩大。新时代“交通强国”战略的提出,推动了我国交通事业步入发展新阶段,同时对地下空间利用形式和建造技术提出了更高的要求。双连拱隧道是在公路隧道迅速发展中为满足特殊建设需求而提出的一种大跨度隧道结构。该结构线形流畅、占地面积小、空间利用率高,在线路衔接、地形适应性和环境保护等方面具有传统分离式或小净距隧道所难以替代的优势。由于其开挖跨度大、左右洞施工相互影响,施工过程中围岩扰动频繁,衬砌荷载转换复杂,变形控制难度较大。厦门第二西通道双连拱隧道双线开挖跨度45.7 m、最浅埋深5.6 m,最大单洞开挖面积257.2 m2,是目前世界上开挖断面最大的双连拱隧道,也是目前国内技术难度最大、极具挑战性的公路隧道建设项目之一。本文依托该工程,综合采用文献调研、理论分析、数值模拟、现场试验、室内试验和现场监测等方法,对复杂条件下超浅埋超大断面双连拱隧道施工变形控制技术展开研究,具体研究内容及主要结论如下:(1)超前注浆加固是不良地质条件下超大断面隧道施工变形控制的前提,本文研究了复合地层横断面控域全孔一次性注浆加固技术。提出了隧道横断面控域注浆方法和全孔一次性超前注浆工艺;确定了注浆材料与浆液配比,以及注浆加固范围、注浆压力、注浆量与速率、浆液扩散距离、注浆孔布置和止浆墙厚度等注浆参数;采用分析法和钻孔检查法对注浆加固效果进行了评价,形成了复合地层横断面控域全孔一次性超前帷幕注浆全套施工工艺。(2)分台阶分部开挖是超大断面隧道施工变形控制的核心,本文研究了超浅埋超大断面双连拱隧道分台阶分部非对称开挖方案。结合数值模拟与现场监测,分析了“对称”和“非对称”两种开挖工序的围岩变形与结构受力,综合考虑围岩稳定性、结构安全性以及工期要求等因素,确定了双连拱隧道“非对称”分部开挖方案的合理性和可靠性;通过三维数值模拟,从围岩变形与结构受力两方面分析了隧道进出洞施工过程中横通道的稳定性,保证了双连拱隧道进出洞口的结构安全和地表沉降满足变形控制要求。(3)合理的支护参数与支护时机是超大断面隧道施工变形控制的关键,本文研究了超大断面双连拱隧道初期支护参数和二次衬砌合理施作时机。分析总结了隧道支护结构与围岩相互作用原理及支护结构设计理念;基于数值模拟,根据围岩变形和结构受力情况,优化了双连拱隧道初期支护参数,确定了隧道不同施工阶段围岩应力释放的比例;通过对拱顶下沉监测数据的拟合处理与回归分析,提出了双连拱隧道二衬的合理施作时机。(4)合理的分步控制标准和精细化控制措施是超大断面隧道施工变形量化控制的依据和保证,本文制定了超大断面双连拱隧道施工地层变形控制标准,提出了主要变形控制措施。采用三维数值模拟,揭示了双连拱隧道施工过程围岩变形与横、纵向地表沉降规律,并与现场监测数据进行对比分析,建立了地表沉降与关键施工步骤的动态关系;基于变位分配原理,将地层变形总体控制目标分配至隧道各施工阶段,制定了地表沉降分步控制标准,实现了对双连拱隧道施工扰动变形的全过程精细化控制,提出了多步骤、分阶段的围岩变形控制措施。