改革开放40年来,中国城市化发展迅速,大量人口聚集于城市生活,公共交通压力逐年增长。在这种背景下,发展地下轨道交通势在必行。盾构法是地下铁道建设中最重要的一种施工方法,由于其安全性、高效性、对周边环境影响小等特点,在我国各大城市地铁建设中被广泛应用。虽然盾构法施工技术已经成熟,但由于地质条件复杂性,盾构法施工或多或少都会引起地表沉降,而地表沉降过大会对周边建筑物、管线产生破坏。因此,研究盾构开挖不同地层时的地表沉降很有必要。本文以武汉市地铁7号线香港路至三阳路区间右线工程为背景,通过对现场施工资料和监测数据的分析,结合工程实例,运用岩土工程有限元软件PLAXIS进行数值模拟,研究了盾构开挖不同土层时地表沉降变化规律、注浆压力与埋深比关系、优化注浆压力和土仓压力对地表沉降的变化,得出如下结论:(1)盾构穿过细砂层时地表最大沉降位置为隧道中轴线上开挖面距离监测点10环,最大沉降量约为22mm,盾构穿过粉细砂层时地表最大沉降量约为30mm。开挖细砂层时影响半径大于开挖粉细砂层影响半径。但开挖细砂层时地表最大沉降、盾尾沉降、趋于稳定所需时间都小于开挖粉细砂层。(2)数值模拟得到埋深比3:1时,开挖细砂层地表沉降最小,最小值为22.5mm,影响半径为25.8m;当埋深比为2.5:1时,开挖粉细砂层地表沉降最小,最小值为31.3mm。结合工程实际,得到香港路三阳路区间最合理埋深比为3:1,且地表沉降控制在安全范围内,注浆压力与埋深比成正比例关系。(3)当注浆压力在170kN/m~2到190kN/m~2之间,地表累计沉降量随着注浆压力增大呈反比例关系,当注浆压力达到190kN/m~2后,地表累计沉降量趋于稳定。土仓压力从180kN/m~2增加到240kN/m~2时,地表沉降随着土仓压力增大而减小,当土仓压力继续增大时,地表沉降又逐渐增大。理论计算得到的土仓压力与数值模拟得到的值基本吻合。通过5种不同工况的对比分析,得到开挖此段地层最佳注浆压力为190kN/m~2,最佳土仓压力240kN/m~2,在这种工况下地表最大累计沉降量为11.5mm,比未优化前减小了4.5mm,约占未优化沉降量的28.2%。