随着地下空间的迅速开发,矩形顶管因施工效率、空间利用率较高的特点,成为越来越多城市地下交通穿越水域的隧道工程的建造手段。由于大截面的矩形顶管在水底浅覆盖层下实施尚属于探索阶段,国内、外还缺乏较完善的计算理论和成熟经验。本文依托于苏州某水底浅覆盖层下大截面矩形顶管工程,对矩形顶管顶力及对地表的影响机理展开研究,主要研究内容如下:1、分析矩形顶管在顶进过程中的受力状态,基于改进的竖向压力及摩阻力计算方式,推导出适用于上部分布均布荷载的矩形顶管顶力公式。并对公式的浅埋适用范围进行讨论,该公式与经典理论相比具有极高的工程实用性。2、分析矩形顶管对周边土体扰动的一般规律,基于Mindlin解和随机介质理论,推导出考虑多因素作用下矩形顶管对土体的位移影响。考虑体积填充率变化,对传统经验公式及本文推导公式土体损失参数进行推导,为后文的依托工程分析奠定理论基础。3、基于已经施工的矩形顶管工程监测数据,分析矩形顶管顶进过程中的顶力及地表竖向位移变化,验证前述推导公式在该工程中的实用性。除本文推导公式外,选取多种顶力公式及地表竖向位移经验公式进行计算,并与监测值进行比较,分析各公式在苏州砂土层矩形顶管工程的适用性,为类似工程在参数取值及公式选取方面提供建议。4、以依托工程为背景,运用前文理论公式对施工过程力学参数、土体扰动程度进行预分析,并建立数值模拟模型,以验证理论公式的正确性。基于数值模拟结果,研究水底浅覆盖层下矩形顶管工程地表竖向位移与注浆压力、顶面顶推力和土体性质的关系,并比较江底区域与岸边区域地表竖向位移变化的不同,为水底矩形顶管工程理论研究提供支撑。