目前，随着更多城市修建地铁，部分新建城市浅埋暗挖大跨地铁车站常在硬岩或上软下硬的地质条件下实施。相较于软土地区，硬岩地层条件下浅埋暗挖法施工引起的地层变形特性及围岩稳定性的各种控制要素尚不明晰，设计和施工的合理性问题值得探讨。本文采取理论计算、室内模型试验、数值模拟和现场监测等研究手段，系统研究了硬岩地层条件下浅埋大跨暗挖车站开挖稳定性与支护力学行为，主要研究工作及成果如下:　　(1)采取理论计算和数值模拟研究了硬岩地层浅埋大跨暗挖车站的成拱效应问题，探讨了围岩压力、车站跨度、覆岩厚度与成拱效应的关系。青岛地铁车站以浅埋暗挖为主，传统的上覆地层全荷载计算模型不适用，推导了考虑裂隙发育的硬岩地层浅埋暗挖围岩计算模型，发现围岩自身承担了约80％的上覆地层荷载;采用复变函数法解析解的形式研究了硬岩地区浅埋暗挖隧道的成拱效应，并推导了硬岩围岩应力和位移的显式解。此外，假设隧道上覆地层作为荷载全部作用于格栅钢架时，格栅钢架的变形远超其允许变形值2cm。证明硬岩地区浅埋暗挖大跨车站仍存在显著的自承拱效应，设计与施工中须重点考虑“成拱效应”。　　(2)一定覆岩厚度条件下硬岩地层浅埋暗挖车站，覆跨比的概念对浅埋暗挖车站意义不大，合理岩跨比才是保障施工安全的关键指标。研究结果表明，硬岩地区微风化岩层大跨地铁车站合理岩跨比下限可取至0.15～0.2，中风化地层合理岩跨比下限可取至0.3～0.5。在合理岩跨比下限以上，当采取格栅钢架、锚杆体系对周圈围岩进行加固后，暗挖车站周边的围岩能够充分发挥自承载能力，上覆软弱地层厚度对暗挖车站拱顶总变形的影响较小;跨度越小、岩层质量越好时，可适当减小岩跨比。　　(3)有别于浅埋暗挖法的初期支护刚度必须大且需及时的特点，硬岩地区的初期支护应更强调采用锚喷体系将岩体构成系统整体，而不是强调初期支护中格栅钢架的作用;有别于浅埋暗挖法的初期支护承担全部荷载，二衬作为安全储备，在硬岩地区，初期支护与上覆围岩（或经过系统锚杆及注浆加固后的围岩）共同承担全部荷载，而且上覆围岩承担了绝大部分荷载，二衬作为安全储备。　　(4)在覆盖一定厚度（大于最小岩跨比）硬岩的暗挖车站的开挖过程，论证了双侧壁导坑法在硬岩地区过于保守，不实用，应当摒弃;传统二衬拱盖法安全度也较大。并提出了预留岩柱体、初支拱盖法等适合该类地质的新工法并应用于工程实践。因此，建议在岩跨比大于0.2的情况下，可以考虑选择初支拱盖法施工，提高施工效率，节约工程造价。　　(5)针对硬岩地区暗挖车站二衬施作必要性及拆撑优化进行分析，对二衬施作及拆撑对隧道产生的应力状态进行研究，未施作二衬时模型整体及竖向变形均不超过1cm，与施作二衬相比变形相差较小，一定程度上说明硬岩地层二衬施工的及时性对控制围岩稳定性的影响较小;未施作二衬时地表及拱顶的最大沉降量亦在设计控制值范围之内。在围岩条件较好的硬岩地区中应考虑采取合理措施减小二衬厚度或者取消二衬。　　(6)临时支撑的拆除亦是浅埋暗挖施工安全的重要一环。对比连续拆撑和间隔跳拆两种工况下围岩与初支变形情况，考虑到施工机具的操作方式，在Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级地层，连续拆撑小于20m衬砌变形和地表沉降仍可维持在可控范围，利于流水化作业;在Ⅳ-Ⅴ级等围岩较差的地层，则应采用间隔跳拆的方式，跳拆间隔距离一般应小于10m。实测数据表明，拆撑前后地表沉降、拱顶沉降及净空收敛的变化量相对较小，数值计算与现场实测结果规律一致，相比软土地层，硬岩开挖时拆撑对初支的影响有限。　　本文在硬岩地区大跨浅埋暗挖车站围岩应力和围岩与支护结构相互作用机理方面获得的这些认识与规律，期望能为硬岩地区浅埋暗挖车站的优化设计与施工提供一定的理论依据，更期望能够为硬岩地层浅埋暗挖工程的系统研究起到一定的推动作用。