在地铁隧道的施工过程中往往会遇到较多的技术问题和安全问题,并且大部分属于地质问题,诸如地面沉降、地裂缝、黄土湿陷性、富水地层等重大工程地质问题。在西安,因其地质构造环境比较独特,不同的区段隧道施工过程中将面临着以上一种或数种差异较大的地质环境问题,破解施工中的技术难题和安全问题的前提之一是找出隧道施工中的“力学行为”问题。本文依托实体工程西安市地铁五号线一期工程西~汉区间暗挖工程段,该工段处于富水黄土地层之中,边降水边开挖以29o小角度穿越f3地裂缝,就属于典型的“黄土地层穿地裂缝段暗挖地铁隧道施工”,对其“力学行为”问题的研究就是一例。主要工作内容和研究结论如下:通过现场监测隧道降水和施工过程中地表沉降、拱顶变形分析总结得出:(1)受降水影响上下盘土体产生差异沉降相对错动,上盘断面沉降值大于下盘断面,沉降差异值为5mm。(2)降水和施工过程中工作面距离地裂缝位置20m到25m时地裂缝位置的土体开始受到影响产生沉降变形。在左线隧道选取三个断面埋设压力盒方法分析得出:(1)当开挖工作面到达并穿过地裂缝位置后,下盘断面的初期支护与围岩之间的接触压力变化情况为拱顶受力开始减小、仰拱受力开始增大。上盘断面的初期支护与围岩之间的接触压力则是拱顶受力增加、仰拱位置受力减小。地裂缝断面初期支护与围岩之间的接触压力增加较快,且拱顶位置的应力大于仰拱位置。(2)下盘断面初支与二衬分担荷载比例为1:0.9、地裂缝断面初支与二衬荷载承担比例为1:1.22、上盘断面初支与二衬分担荷载比例为1:1.19。根据实际工程进行数值模拟分析得到结论:(1)浅埋暗挖地铁隧道穿越地裂缝由下盘向上盘正向前进施工过程中,地裂缝沿隧道纵向对下盘影响范围是24.3m,对上盘影响范围是41.3m。(2)地裂缝位置的初期支护结构要比其余位置受力大,尤其是拉应力已经接近抗拉强度。(3)仅当左线隧道开挖时,地表沉降以左线隧道中轴为中心形成沉降槽,沉降槽宽度为30m。当右线贯通后最终右线隧道地表沉降大于左线隧道地表沉降,且沉降最值出现在模型中心处,在地裂缝位置出现差异沉降。(4)在二次衬砌施工过程当中没有出现同初期支护施工过程中一样的应力变化波动,而是保持一个较为平稳的应力增加状态,并在较短时间内达到平稳状态。