近几年,城市交通堵塞问题已成为城市发展的“瓶颈”,为了缓解交通压力,城市轨道交通得到了快速发展。地铁车站是一个多功能的集合体,由站台层、站厅层、风道以及出入口组成,由于交叉口类型众多,且交叉段结构体系受力转换频繁,导致地铁车站施工难度大大增加。目前,地铁车站交叉口施工过程力学分析及影响分区研究还不充分。为此,本文以重庆轨道交通九号线天梨路车站工程为依托,对地铁车站交叉口类型进行归类并分析其施工难点,在此基础上,通过数值模拟研究交叉段面和参照断面应力、位移分布规律以及各特征点的应力、位移变化规律,利用统计学方法,对交叉口施工影响范围进行分区,并针对不同影响区提出分区施工设计建议。主要研究内容及成果包括:1.通过现场采样、室内试验并结合地勘资料获取隧道围岩力学参数,以黄金分割法作为优化技术,将实际位移量和理论位移量的偏差平方和作为目标函数,对偏差较大参数—弹性模量不断优选修正,最终确定其取值为1.16GPa。研究发现,通过数值软件反分析法,能够有效解决实验误差,提高力学参数的准确性。2.建立空间三维模型,通过FLAC 3D模拟了不同类型交叉口的开挖过程,研究了隧道侧墙初支拆除、交叉口毛洞开挖后的隧道结构应力场、应变场和位移场的分布规律,得到了交叉段各特征点在应力多次重分布情况下的应力变化及变形规律。分析结果表明,地铁车站交叉口施工主要对交叉口拱顶、交叉口拱底以及近交叉口侧主隧道拱脚位置的应力场和位移场产生较大影响,在多次应力重分布的情况下,容易产生拉应力区,是交叉段的施工薄弱部位。3.采用K-means聚类方法,将主隧道交叉口拱顶点纵向水平线上各点位移变化量进行聚类分析,得到了3类分析结果,以每一类数据最小值作为判别阈值,将其影响范围划分为3个区:强影响区(S≤0.5D),弱影响区(0.5D1D)。研究得到,交叉口开挖对主隧道围岩位移的影响程度与距离交叉口位置呈一定关系,越靠近交叉口位移影响范围越大,影响程度也越大,按照交叉口施工影响分区能够对地铁车站交叉段进行分区施工设计。