随着我国经济建设的不断发展，交通方面的压力日益凸显，城市交通堵塞成为制约经济发展最重主要的障碍之一。城市地铁的兴建，可以有效的缓解日益繁重的交通压力。而地铁项目的逐步增多，地铁下穿既有铁路的工程也会越来越多，铁路又是我国主要的交通运输方式，铁路的安全与正常运营是对地铁修建的最大挑战之一。由此，有必要对地铁下穿既有铁路时引起地表沉降的规律进行研究分析。本文以天津地铁三号线十三标段右线盾构下穿天津北站铁路股道这一具体工程为背景，对盾构下穿既有铁路引发地表沉降的规律展开研究。　　 本文首先总结了盾构下穿既有铁路工程的研究现状，评述了本类工程研究的发展趋势;然后详尽的介绍了盾构施工引起地表沉降变形的机理、发展过程、时空和空间效应及沉降曲线，并且结合实际工程的监测资料，对地表沉降变形的规律进行了详细的分析;其次对高波提出的横向沉降曲线预测公式进行了修正，并且根据实测监测资料对修正后的公式进行了验证;最后对盾构的推进过程运用FLAC有限差分法作了三维数值模拟。通过全文的分析研究，得到的结论如下:　　 1、盾构施工引发地表沉降的发展过程一般可分为初始沉降、开挖面沉降或者隆起、盾构通过时沉降、盾尾空隙的沉降和后期沉降五个阶段，但是在实际分析中，上述五个阶段是很难区分的，因此，在实际分析运用中，常把发展过程分为盾构到达之前的沉降、盾构施工过程中的沉降和后期沉降。地表沉降变形具有时空和空间效应。地表变形不是瞬时完成的，其随时间的变化有个发展过程;在空间上表现出三维特性，盾构开挖面向前及向上的变形是逐渐扩散的过程，影响的范围也逐渐变大，最终趋于稳定。与时间效应相结合，相同位置的变形量随时间增长逐渐增大，但其最终趋于稳定。　　 2、对于下穿既有铁路的近距离双线隧道来讲，地表横向沉降曲线近似于一般地表横向沉降曲线，为抛物线型，与中心距较大的双线隧道相比，横向沉降曲线不是W型;但横向沉降曲线是一个不完全对称的近抛物线，对称轴位置偏向后行隧道方向，而不是在两隧道的中心线上。由于先行隧道的开挖，两隧道中心线处的土体受到扰动，产生了沉降;而在后行隧道开挖时，推进压力大于土体侧向压力，土体向上隆起，两隧道中心线处土体也会在这个作用下向上隆起，其与先行隧道开挖引起的沉降叠加，造成了两隧道中心线上纵向沉降曲线出现“伪隆起”。另外，既有铁路上列车荷载对沉降影响非常大，在列车动荷载的反复作用下，后期沉降占总沉降的比重接近90％，最终的沉降量基本上由后期沉降决定。对于本工程而言，盾构穿越铁路段的最终横向沉降影响范围约为40m，由于后行隧道施工引起先行隧道上方土体的附加固结沉降约是先行隧道中线总沉降量的0.24倍。由于先行隧道开挖引起的地下水位下降、固结变形以及先行隧道开挖连带引发的地层损失，后行隧道盾构到达之前有0.25mm～0.75mm的沉降量，与单线隧道纵向沉降规律不同。　　 3、经过对高波公式的修正与验证，本文得到的横向沉降预测公式可以应用于类似工程中。　　 4、对本工程进行FLAC模拟，模拟得到的横向沉降曲线特点与实测数据分析得到的特点相同;盾构施工对土层的扰动主要产生在两个反弯点之间，反弯点之外，随着距离的增加，盾构施工对土层的影响逐渐减小。弹性模量折减率越大，最大沉降量的变化量也越大;随着折减率的递增，沉降槽的深度增大。通过分析讨论，本文建议在类似的研究中对土层弹性模量进行20％～30％的折减。　　 本文的研究成果是建立在一个具体的近距离双线隧道下穿既有铁路工程上得到的，因此，本文的研究结论可以作为类似研究的参考，具有较好的实用价值。