随着社会对交通设施需求的不断增长,越来越需要开发地下空间,但是,在城市和机场等区域的地下已经埋设有各种管道,有些管道的埋置深度还较深,从而使得在地下隧道施工中的土体扰动直接造成既有管道的局部沉陷变形,甚至导致其结构破坏等事故。近几年来,大型机场都在开始大规模的地下隧道建设来满足地面交通与空中交通的快速转乘需求,从而不可避免的需要穿越地面正在运行飞机的飞行区,因此,飞行区地下的既有管道需要同时承受上部飞机荷载和下部隧道施工过程中土体扰动的多重效应影响,直接威胁着这些管道的结构安全。本文以机场飞行区地下埋置管道同时遭受上部飞机荷载,以及下部盾构施工扰动双重作用下的力学响应规律为研究目标,基于多种因素影响下的理论分析,建立了管道受隧道开挖影响的变形及受力计算公式,探讨了管道的受力及变形特性。基于对盾构施工过程的简化分析构建了分析管道在多重因素作用下的有限元分析模型,利用ABAQUS对不同工况下盾构施工开挖过程的土体扰动效应进行了三维有限元数值模拟,分析了不同参数下管道的变形及力学特性规律。基于相似理论设计和完成了埋置管道下模拟盾构施工过程的实验研究,室内模型实验分别研究了不同管径、不同管-隧间距、不同管材情况下管道的力学变化规律。理论分析和数值模拟研究结果表明,砂类土中盾构施工隧道两侧地表有可能产生向上的位移,且管道受力及变形最大;增加土体刚度能减小管道的变形及受力,增加管道下部土体刚度作用明显,且深度越大效果越好;管道埋深越大,距离盾构隧道越远,管道的受力及变形越小;管道与隧道垂直相交时偏于危险。模型实验研究结果表明,管道管径越大、与隧道垂直距离越小、管道刚度越大则管道的变形及受力越大。模型试验与数值模拟结果的对比分析表明,二者所反映的管道变形规律基本一致,且数值模拟结果比模型实验结果偏大。