地铁站是修建在岩土介质中的大跨度建筑,要求从结构选型、埋置条件、荷载组合等诸多方面进行多方案的分析和比较,选择最佳方案,从而组成一个合理的岩土结构体系。对于暗挖车站来说,是本着在合理支护条件下,遵循能够最大地调动和发挥围岩自承能力的原则进行设计施工的。本文依托“青岛地铁浅埋暗挖车站型式及工法研究”课题,以青岛地铁一期工程M3号线某暗挖车站为载体,通过对青岛地质、水文、围岩等情况的调研,结合青岛“上软下硬”的地质特点,在参考研究青岛地下人防工程的基础上,利用ABAQUS有限元分析软件对所研究车站进行了数值模拟,进而确定了青岛地区地铁站合理埋深,具有重要的理论和现实意义。主要研究内容如下:(1)对国内外典型的暗挖车站实践经验进行了分析研究;从浅埋暗挖地下工程支护结构设计理论基础、断面衬砌的设计、开挖工法的特点等方面总结了影响浅埋暗挖地铁车站埋深的基本要素。(2)通过大量的理论研究及现场实践调查,以青岛地铁一期工程M3线某暗挖车站为例,综合分析了工程区所处的地质环境特征;采用岩体力学的理论和方法,对工程岩体的结构特征、物理力学性状、岩体质量以及围岩失稳特征进行了系统的理论分析,参考青岛市地下人防工程建设的相关参数,利用工程类比法确定了所研究车站的埋深范围。(3)利用ABAQUS有限元分析软件,针对所选地铁站的不同埋深和施工工法进行了数值模拟计算,并依据模拟结果,研究分析了在不同条件下的围岩应力和变形,最终确定了该地铁站的合理埋深。(4)根据所确定的车站的地质条件和不同开挖方案,提出了相应的辅助工法和预支护方案。数值模拟计算结果表明,采用的初期支护参数合理、可靠,满足施工期间荷载及变形控制要求。