21世纪之后,随着经济发展我国城市地下空间的发展数量也在快速的增长,体系也得到一定程度的完善,在一些特大城市中,地下空间的开发利用规模以及发展速度已位前列,在城市的地下空间开发利用方面中国已经成为大国。地下空间将会成为满足人类生存发展的另一个空间,地下空间的发展已变成提高城市的容量大小并缓解城市交通堵塞和改善城市环境的重要方式。伴随城市地下空间的不断发展,出现越来越多的下穿既有道路超浅埋大跨度隧道,平顶直墙隧道,为了增加整体稳定性,控制路面沉降,需要采用超前支护措施。本文结合工程实际选用管棚作为支护手段,并对管棚设计参数进行了优化,保证安全的基础上提升了经济性。通过计算分析初支参数,运用ABAQUS软件模拟不同开挖步序下路面沉降情况,进而优化设计施工方案。本文主要研究内容如下:(1)经过实地调研,收集相关资料,分析青岛市胶州地区地层特征,针对青岛胶州市特定地质条件下的超浅埋大跨平顶直墙隧道工程,设计隧道的初期支护体系,以满足地层的强度和变形要求。(2)基于超浅埋大跨平顶直墙隧道结构的特点,确定该隧道开挖的辅助工法为大管棚支护、土层加固注浆。同时研究管棚支护中的土拱效应,设计管棚的截面、间距,并对管棚的间距和尺寸进行优化,计算管棚施工过程中引起的地表沉降。通过分析大断面超浅埋暗挖隧道的变形机理,提出合理的控制措施。(3)运用ABAQUS软件模拟不同的导洞开挖顺序,对比分析不同开挖步序引起的路面沉降,得出开挖步数与变形曲线,分析隧道分部开挖过程中围岩的应力、变形和地表沉降的变化规律,据此确定出最优施工参数。本文运用有限元法计算原理结合公式推导,得出该地区超前支护的参数,并运用ABAQUS模拟出在超前支护相同的情况下,不同的开挖步序对地表沉降的影响,对施工顺序具有指导意义。