本文以深圳桂庙路快速化改造工程为背景,系统地研究了地下通道基坑开挖引起下卧地铁隧道上浮规律以及基坑开挖过程中控制下卧地铁隧道上浮变形的措施。主要工作和成果如下:(1)通过原状土室内试验、波速测试并结合相关工程经验,确定了深圳典型地层的硬化土模型(HS模型)和小应变硬化土模型(HSS模型)参数。研究中发现,深圳淤泥、粘土和砾质粘土均表现出加载硬化特性,且砾质粘土为轻微超固结土。全风化花岗岩富含未完全风化的粗颗粒,由于制样缺陷,室内试验获得的刚度参数偏低,可结合相关工程经验对参数进行修正。数值分析中,采用HS模型仍会高估地基土的回弹变形,而采用HSS模型相对准确。(2)基于地下通道基坑开挖过程下卧地铁隧道变形实测分析,获得了卸载率和隧道水平位置对隧道上浮变形的影响规律。实测结果表明,基坑开挖后,下卧地铁隧道变形以上浮变形为主,水平变形较小。坑底地基加固条件下,基坑开挖后下卧地铁隧道上浮变形与卸载率存在较好的线性关系;而基底不同水平位置处隧道上浮变形连成的包线接近抛物线。(3)采用二维有限元法研究了基坑开挖过程中隧道埋深和所处的水平位置对隧道上浮变形的影响,提出了隧道上浮变形的估算公式。研究结果表明,卸载率较低时,隧道上浮变形与卸载率近似线性关系,随着卸载率增大向非线性关系转变,且隧道埋深小的情况相对埋深大的情况非线性关系更明显。隧道上浮变形受卸载率和隧道下方地层条件影响较大,而埋深影响较小。基坑开挖后基底不同水平位置隧道上浮变形规律与坑底隆起变形规律一致,卸载率较小时基底不同水平位置处隧道上浮变形连成的包线为直线型,随着卸载率增加上浮包线逐渐发展成抛物线型,当坑底以下围护桩变形过大,上浮变形包线可演变成双峰线型。(4)通过三维有限元法研究了地基加固、分段开挖、隧道注浆以及隧道锚杆对控制基坑下方隧道上浮变形的效果。研究表明,采用“门式”地基加固结合纵向分段开挖可有效控制隧道上浮变形,其中,“门式”地基加固方案中单侧加固宽度可取5m,加固深度至隧道拱底以下3m为宜。纵向分段开挖中纵向可取100m为一个开挖单元,相邻开挖单元留50m作为反压荷载,每个开挖单元内宜采用岛式开挖,中岛长度取20m较合适。隧道注浆尽管对控制隧道上浮较有利,但由于注浆的均匀性难以保证,且注浆控制不当容易对隧道结构造成不利影响,不宜作为常用措施。隧道锚杆可能增大隧道的上浮变形,不适合作为控制隧道上浮的措施。