随着城市轨道交通的快速发展,新建线路不可避免的会与既有线路交叉,这样就产生许多的穿越问题。在穿越既有线工程中,清楚认识新线施工对既有线的影响,对于设计施工具有重要意义。本文基于北京地铁新机场线新～草区间上跨既有地铁10号线、下穿镇国寺北街PBA工法暗挖区间,对工程进行数值模拟,并结合现场监控量测,首先通过位移反分析法对地层参数进行了反演取值,进而对暗挖施工造成的地表沉降影响、暗挖减载方案对既有线隆起的影响、主动控制隆起措施的保护方案进行了研究,基于上述研究总结了既有隧道变形控制机理,并对暗挖减载施工及既有隧道保护措施进行了方案优化。主要研究结论如下:(1)上导洞施工引起地表的沉降占总体沉降的73.1%,扣拱施工引起地表的沉降占比13.87%,因此控制地表沉降的关键在于上部土体的开挖及支护。模拟发现,上导洞施工过程中进行超前支护,预注浆加固地层,设置管棚,可有效降低地表沉降值。扣拱施工时要跳节施工,破除小导洞中隔壁时,保留格栅主筋及型钢支撑,待二衬达到设计强度后,再拆除临时支撑。(2)上导洞施工导致既有线累计隆起2.7mm,累计沉降2.33mm,最终隆起0.37mm。采用先施工两侧边导洞内边桩、冠梁等隧道结构,再施工中部小导洞的施工方案,比各导洞依次施工,最后施工边桩、冠梁等的方案,可以显著降低过程最大隆起值,减小了36.04%的过程最大隆起量。(3)隧道暗挖减载对于既有线隆起增量的影响主要发生在下导洞施工时,下导洞施工引起既有线的隆起量占最终隆起的72.3%。分析4种减载方式,竖向分层,纵向分段,首先开挖隧道上方土体的方式可以减小20%左右的隧道最大隆起量。(4)暗挖减载对于盾构隧道的水平收敛位移影响不大,均在变形控制范围内。施工结束后,盾构隧道中心断面处水平收敛0.2mm,竖向拉伸0.8mm,隧道处于水平扁化状态。(5)模拟显示:盾构隧道周围土体进行注浆加固、施加钢管幕,对于控制隧道隆起具有显著效果。此方案下隧道最大隆起量为1.33mm,较之前减小了75%左右的隧道隆起量。隧道现场监测结果为1.30mm,略小于模拟结果,这可能是由于开挖土体堆积在两侧的缘故。预应力大小为900k N的锚索支护对于减小既有盾构隧道变形的效果最好,大约能减少既有盾构隧道变形量的12%,但同时提高既有盾构隧道应力的幅度为24%。