随着城市经济的不断发展,城市地铁日益发挥着重要作用,它给城市带来巨大的社会经济效益、社会效益和军事效益,但同时也给复杂的市政管网带来了一系列的安全问题。地铁建设在穿越地下管线时,每次隧道开挖都会不可避免地对地下管线引起扰动,从而使其受力变形,如果管线变形过大,超过其允许安全变形,管线将会出现裂缝甚至断裂,导致事故的发生。市政管网系统作为城市的生命线,它的安全与否直接危害着国民生产建设和人民的生命财产安全,因此研究管线变形规律具有重要的现实意义和深远的理论意义。本论文以典型Winkler地基梁模型计算了管线的变形和内力,并结合现场实测和数值模拟系统研究了地下管线的变形规律,论文取得主要内容和结论有:(1)系统总结了地下管线的相关知识,包括管线类别、材质、接口方式以及监测方法等。(2)基于Winkler地基梁模型建立了管线的微分控制方程,然后求解微分方程得出了管线的位移和内力表达式,最后进行了参数敏感性分析,研究出了管线埋深、管材、管隧倾角、管径和管壁厚等不同因素对管线位移和内力的影响规律。(3)以西安地铁3号线建工路-咸宁路区间工程背景为依托,分析研究了地铁隧道开挖对垂直管线和平行管线的影响规律,结论指出在浅埋暗挖法中,当管线与隧道走向垂直时,地表最终沉降曲线形式为“双峰”形式,其沉降最大值分别位于两隧道轴线正上方;当管线平行于隧道轴线时,管线的变形会因隧道施工先后顺序不同而发生差异沉降,但是最终沉降基本趋于一致。(4)采用数值模拟,分析比较了不同工法对管线的影响,结论指出在台阶法、环形开挖留核心土法、CRD法和双侧壁导坑四种工法中,其对管线影响最大的是上下台阶法,其次为预留核心土法、CRD法,影响最小的是双侧壁导坑法。(5)系统总结了地下管线的安全判别方法,并以此提出了地下管线的安全控制措施。