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近年来,我国地铁建设正处于快速发展时期,在复杂的城市环境下修筑地铁车站往往是地铁建设过程中的重难点问题。在超浅埋条件下,北京地铁首次采用棚盖暗筑法修筑19号线平安里站,其变形控制机理是设计和工程施工的关键问题。本文基于北京地铁19号线平安里站采用数值模拟与理论公式计算的方法,研究了导洞与棚盖结构施工顺序对地层变形的影响、桩柱施工顺序对地层变形的影响以及单、双层棚盖暗筑法的变形控制差异,并采用Winkler弹性地基梁理论公式计算分析了上导洞开挖过程中的管幕力学行为,基于上述研究总结出棚盖暗筑法的变形控制机理,并给出优化措施。主要研究结论如下:(1)先行导洞开挖和下导洞开挖造成的地表沉降约占最大地表沉降值的80.2%～85.7%,为沉降产生的主要施工步序与工况;上导洞开挖与顶板施工造成的沉降值共占最大地表沉降的13%左右,对地表沉降造成的影响较小。棚盖结构对上导洞开挖与顶板施工的变形控制效果较为明显,对于下导洞开挖导致的地层变形控制作用比较微弱。(2)先施作棚盖结构的开挖方案对地表变形的控制效果优于先开挖下导洞再施作棚盖结构的开挖方案。在已施作棚盖结构的前提下,先开挖上层导洞好于先开挖下层导洞。(3)采用弹性地基梁理论公式计算的上导洞管幕开挖过程中管幕竖向位移与数值模拟计算结果较为接近,证明了简化Winkler地基梁力学模型的合理性。可以认为上导洞开挖过程中棚盖管幕变形控制机理为钢管幕形成了一端与先行导洞初支固接,另一端插入土体的梁支护体系,有效的承担了上覆地层的土压力。(4)5种不同桩柱施工顺序方案均在导洞未全部开挖完就已施作部分桩柱结构,由于上、下导洞交错开挖,对地层造成持续扰动,提前施作的部分桩柱与棚盖结构形成刚度较大的支护体系对地表沉降的控制作用并不理想,均比先棚盖再依次开挖上、下导洞最后施作桩柱的施工方案造成的沉降值大。(5)单层导洞棚盖暗筑法施工过程中,先行导洞开挖是造成地表沉降最主要的因素,占最大地表沉降值的69.7%,上导洞开挖及顶板施工分别占最大地表沉降值的11.5、8.5%,最终地表沉降值仅为双层导洞棚盖暗筑法的39.2%。在卵石地层中采用单层导洞棚盖暗筑法施工可完全消除由于下层导洞开挖造成的地表沉降过大的问题。对于沉降控制要求非常严格的复杂工况,可根据工期要求尽量选用单层导洞棚盖暗筑法施工。(6)对于双层导洞棚盖暗筑法施工,应该选用先施作棚盖结构再依次开挖上、下导洞的施工方案,着重控制先行导洞与中间两个下导洞的超前预加固效果,减小开挖步距,尽早施作刚度较大的初支结构。