城市地上交通空间的日渐饱和促进了地下空间的发展,而城市地下空间的发展促进了盾构法在隧道施工的应用。近年来,为了更好的满足需求,盾构隧道正向大直径、超大直径发展,盾构直径的加大就很大可能出现近距离穿越周边建筑物的情况,给本身拥挤的城市地下空间带来了更为严峻的挑战。本文以上海长江西路超大直径泥水盾构隧道工程为背景,采用现场实测和数值模拟结合的方法,对超大直径泥水盾构施工过程中周边土体及结构物的扰动进行了研究。主要研究内容及成果有:(1)结合上海长江西路隧道工程实例,采用现场监测手段对不同区段盾构施工过程中的土体及周边结构物的变形监测数据进行整理并分析。研究发现,对于自由地段,盾构穿越过程中地表会产生沉降,两侧土体表现出远离隧道轴线横向位移且在隧道轴线位置位移值最大;对于穿桩试验段,桩身表现出远离隧道轴线横向位移,分布模式与桩长有关;对于浦西穿越高架桩基段,盾构穿越过程中高架桩基会产生隆起及倾斜。(2)针对浦东现场试验段,采用非线性有限元方法对盾构施工过程中土体及试验桩基的扰动进行了研究,并进行了参数敏感性分析,为之后浦西穿越高架桩基段提供了参考。对于土体扰动,研究发现,盾构穿越对土体沉降影响明显,土体产生沿盾构推进方向位移,轴线附近位移较大。对于试验桩基扰动,研究发现,桩基与周边土体之间会产生沉降差异,桩的埋深会影响桩身横向位移发展模式,桩身最大横向位移随地层损失率的增大而减小,较大的泥水压力会加大桩基所受影响。(3)针对浦西穿越高架桩基段,采用精细化施工数值模拟方法对特殊情况下(超大直径盾构近距离穿越桩基)工作井深基坑施工过程中的土体扰动及基坑支护结构变形、盾构施工过程中的土体扰动及高架桩基位移发展进行了分析。研究发现,工作井开挖会造成周边地表及连续墙呈“抛物线”变形,高架桩基呈“弧形”沉降;盾构推进时,桩基承台会发生隆起和倾斜,离隧道越近隆起值越大,桩基沿隧道轴线及垂直隧道轴线方向位移值较小,加固效果明显。盾构进出洞会造成连续墙产生向基坑外侧的横向位移。