我国城市轨道交通的建设不仅发展速度快,而且已经取得了高效快速的发展,而其中城市的地铁建筑物和隧道的开挖与修建会是一种缓解城市交通压力的重要技术手段。在盾构法施工过程中,不可避免地会产生一定的沉降变形,尤其在下穿既有隧道时。地表变形一般包含新建隧道和既有隧道两部分沉降值的叠加。通常新建隧道下穿既有隧道时,由于位置关系的不同会产生强影响区,弱影响区以及无影响区。在强影响区内时认为地表沉降值就是两个隧道沉降的叠加值。本文以浙江省杭州天目山隧道的盾构法施工为工程背景,研究和探讨隧道的盾构施工方法对地表的沉降变形影响及其规律。通过这些研究对类似地铁隧道的施工中的地表沉降问题作出预测和防护,对于以后研究地下隧道的盾构施工对地表及已有隧道的沉降规律研究具有重大意义。主要研究包括以下几个方面:(1)本文基于盾构施工下穿既有隧道的施工过程,对可能引起的地表变形因素进行了较为详细的研究,同时研究了下穿隧道采用盾构法施工的过程中对既有隧道的影响。研究结果表明:隧道的埋置深度,围岩等级,两隧道之间的交叉角度对地表沉降均有显著关系;(2)基于地层沉降经验公式——Peck公式,结合杭州地区已有的工程经验对地表沉降的规律进行归纳,将其与Peck公式计算所得的结果进行对比,从而总结出在该地区如何利用Peck公式进行沉降值得预测计算。然后通过理论推导,根据杭州地区土体的物理力学参数,给出地表沉降的预测公式;(3)基于数值分析软件MIDAS,充分地考虑了土体参数在规律性地变化时对盾构隧道施工所引起的地表沉降的影响规律。通过控制变量法,只改变所需研究的土体参数的赋值,并保持其他土体参数不变,从而针对性地得到了土体的不同参数发生改变时对地表沉降的影响;(4)以杭州天目山隧道的盾构开挖段为背景,基于常用的有限元分析软件MIDAS对新建隧道和既有隧道的相对位置不同时的工况进行了数值模拟,分析了盾构法施工在地铁隧道的施工过程中对土体的地表及土层中既有隧道的沉降变形影响。