我国多个城市地铁线网逐渐密集,新建隧道不可避免从既有线路下方穿越并且案例越来越多。目前,各城市穿越工程特点和控制标准体现出一定的差异性,通过对已有的下穿案例进行总结,研究不同下穿形式既有隧道的响应规律,并且归纳已有经验为之后的工程提供指导,显得十分有必要。本文以国内61个下穿工程为背景,采用案例统计分析的方式,总结各工程的特点,分析既有结构的变形规律。并进一步针对典型案例,通过数值模拟、监测数据分析的方式,对新旧结构间夹土厚度、新建车站断面型式、分离式隧道双线净距提出了优化建议,取得以下主要成果:(1)通过对我国主要地铁城市的61个下穿工程案例基本信息的统计分析,研究了各地下穿工程在地层、埋深、穿越角度、双线净距、夹土厚度等方面的差异性和一般规律。(2)基于统计到的部分案例中变形数据以及沉降控制标准的分析,研究了既有隧道的变形规律。归纳了各地沉降控制标准的差异性并进行了适应度分析,认为目前北京市控制标准最为严格,最后总结了目前穿越工程的发展趋势。(3)基于数值模拟方法和接触面理论,分别针对既有隧道为含变形缝的整体式隧道和盾构隧道进行建模,通过不同工况针对新旧结构间的夹土层厚度以及新建双线分离式隧道合理双线净距进行了研究,分析了既有隧道的响应规律,并结合实际工法的适用性提出了优化建议。研究得出:在采用合理地辅助措施控制的前提下,应尽量减小在新旧隧道之间夹土厚度。新建隧道在不受地下既有构筑物及车站型式影响的前提下,当既有隧道为含变形缝的区间隧道时,新建隧道双线净距取值在1.5D～2.0D范围内较为合理;当既有隧道为盾构隧道时,应设置双线净距在2.0D～3.0D之间较为合理。(4)基于典型案例,采用数值模拟的方法,建立变形缝以及道床与隧道间的接触作用,分析了单洞大断面隧道下穿时既有区间隧道和道床的变形特点,并且与监测数据进行了分阶段的对比。认为区间隧道各管节呈现刚性变形,但道床由于轨道的约束呈现柔性变形,与隧道结构发生了脱开。之后对比分析了单洞大断面和双洞分离式车站下穿的优劣,认为分离式双线隧道下穿方式取代单洞大断面车站下穿是当前的发展趋势。