随着我国城市轨道交通建设规模的扩大与发展速度的提升,多孔隧道工程逐渐增多,尤其是较小净距盾构法隧道与矿山法隧道并行掘进施工的情况不断出现。对于浅埋三孔小净距并行隧道下穿公路工程,各隧道的掘进至贯通经历着开挖卸荷、地层损失、围岩土体扰动以及应力应变叠加等复杂因素的影响。本文以济南市轨道交通R3线一期土建工程浅埋三孔小净距隧道下穿龙鼎大道工程为背景。通过建立三维有限元数值模型,对三孔小净距隧道开挖全过程引起的公路地表沉降变形,各隧道竖向与水平位移,隧道之间的相互影响以及矿山法爆破施工等进行了研究,同时通过对比分析确定了合理有效的加固措施。具体研究内容如下:(1)通过有限元软件建立三维数值模型,对三孔小净距隧道开挖至贯通过程进行数值模拟分析。结果表明:在未加固条件下,隧道先后开挖的三个施工阶段过程中,各隧道位移变形以及上部公路地表沉降逐渐产生叠加效应,尤其是净距最小处程度更为明显。在第三阶段,位移变形已超出或临近变形控制允许范围,其中矿山法隧道竖向位移与其上部公路区域地表沉降相对较大,需采取相应加固措施。(2)对矿山法隧道(CD工法)单导洞爆破施工分别建立0.4D、0.6D、0.8D、1D等(D为盾构隧道外径)不同隧道净距三维有限元爆破动力分析模型,研究不同净距下各隧道与地表各分量爆破振速变化规律。结果表明:在未加固条件下,在0.4D与0.6D时公路地表和各隧道峰值振速较大,已超过或临近安全允许标准值;随着净距的增大,各峰值振速逐渐减小。矿山法隧道爆破振速较大值主要集中在拱腰及边墙;盾构隧道振速较大值主要集中在靠近中夹岩柱区域的隧道拱腰处;因此需重点对0.8D以下较小净距处采取减震与加固措施。(3)分别建立注浆加固与隔离桩(钻孔灌注桩)加固下三孔小净距隧道三维数值模型,对比两种加固方案的效果。结果表明:两种加固方案都能有效地控制隧道位移变形、公路地表沉降以及矿山法隧道爆破振动的影响。其中,采用隔离桩加固能将隧道及延伸至公路表面的围岩土体隔离成三个近似独立的单孔隧道区域,从而更好的减小隧道之间的相互影响,抵抗爆破振动对边墙围岩土体以及盾构隧道影响的能力也大大增强,中夹岩柱区域几乎不产生叠加效应。结合计算结果可知,隔离桩(钻孔灌注桩)加固方案要优于注浆加固方案。(4)经过现场实测对比分析可知,隧道位移变形和公路地表沉降规律与三维数值模拟结果规律基本吻合。