随着我国交通事业的发展,出现了许多在软弱地层开挖的隧道,在施工过程中保证隧道和围岩的稳定性是施工成败的关键,因此必须采取一些超前加固处理措施来保证施工的顺利进行,而水平旋喷注浆超前加固就是一种比较好的处理方式。本文为了更好的研究水平旋喷注浆超前加固的力学机理,在弹塑性力学范围内考虑自重应力推导出了圆孔扩张理论的应力和位移分布公式,进一步说明了其加固地层的本质。同时,本文结合地层结构模型,采用邓肯—张的非线性弹性本构模型,考虑了浅埋暗挖2种工法施工对隧道上部地表沉降的影响,利用ANSYS有限元软件,针对地铁隧道开挖方式不同对地表的影响进行了数值分析,得出了一定规律性和有益的结论。本文在综合分析水平旋喷注浆加固机理的基础上,结合具体隧道工程,采用理论分析、数值计算和现场实测等研究手段,得到了水平旋喷注浆超前加固对开挖隧道的影响,重点分析了地表、拱顶和仰拱处的位移变化,同时也研究了水平旋喷注浆超前加固对周围土的非线性变形的塑性区域和隧道结构内力的影响。以上研究基本阐明了城市浅埋暗挖隧道工程中,采用水平旋喷注浆加固预支护技术所面临的主要技术问题,对该技术进一步的研究和推广应用具有参考价值。