随着北京地铁网络的加密,新建隧道穿越既有地铁结构工程大量出现。由于地铁安全运营要求的严苛性,使得新建隧道穿越施工的难度增大、周期变长、经济成本增加。研究新建隧道穿越施工时既有地铁结构的变形规律,寻找一种快速可靠的变形预测方法,成为城市施工中急切需要解决的问题。本文以北京地区新建隧道穿越地铁1号线、6号线等8个工程为依据,进行了分析研究。应用相关性分析、正态性检验、高斯拟合以及数值模拟的方法,对新建隧道穿越工程中的既有地铁结构变形规律、预测方法做了深入的研究。取得以下主要成果:(1)通过对实测数据的分析研究,将既有地铁结构全施工周期变形归纳为六个阶段:前期变形波动期、变形发展期、快速变形期、后期变形波动期、缓速沉降期、稳定期。其中快速变形期是既有地铁结构变形幅度最大的阶段,下穿工程中该阶段的累积变形量占全施工周期最大变形量的63%～70%,上穿工程中则为82%～88%。(2)采用相关性分析等方法,研究了变形的影响因素。既有地铁结构的变形与新建隧道的开挖面积呈正相关;与穿越间距、穿越夹角、是否采取加固措施呈负相关;与新建隧道埋深、既有地铁结构埋深的相关性因穿越类型不同而变化。根据相关系数分析,各因素对既有地铁结构变形的影响程度由大到小依次为:穿越间距、新建隧道开挖面积、新建隧道埋深、既有地铁结构埋深、加固措施、穿越夹角。下穿工程中,其相关系数依次为:-0.559、0.524、-0.507、0.481、-0.44、-0.353;上穿工程中,其相关系数依次为:-0.887、0.67、0.586、-0.513、-0.505、-0.395。(3)采用正态性检验的方法证明了既有地铁结构变形服从正态分布,表明既有地铁结构整体变形呈“柔性”特征,与天然地层变形特征相似,但变形幅度要小于后者。(4)采用高斯拟合等方法,结合Peck公式,推导出了最大变形预测方程,该方程为经验方程,当所在地区有大量的工程经验,对方程中的参数取值有较准确的估计时,预测的准确度会相应提高。并采用实际工程和数值模拟方法验证了预测方程的正确性。