地铁隧道、综合管廊等城市地下隧道的修建,虽然促进了城市地下空间的开发利用、缓解了用地紧缺问题,但是由于相关工程建设的选线通常沿着城市主干道延伸,周边工程环境错综复杂,将不可避免地穿越大量既有地下管线。隧道近接施工对周边地层的卸荷作用,诱发地层移动导致临近地下管线发生变形,对管线的正常使用和安全具有潜在威胁。为了保证城市隧道建设在满足既有管线正常使用的前提下安全有序地开展,研究隧道近接施工对既有管线的影响、预测施工后管线的变形响应、并对管线安全状况做出评判显得十分有必要。本文以隧道近接施工引起既有管线变形为研究对象,采用相似模型试验与理论分析相结合的方法,从隧道开挖对天然地层变形的影响和隧道开挖后管线的变形机理两方面进行研究,主要研究内容如下:(1)基于隧道近接施工对地层和管线的影响的缩尺模型试验,引入了透明土试验技术,在试验方法和后处理方面进行了改进,得到了地层的三维变形结果,对不同试验工况下隧道开挖后的地层变形状况进行了分析,并且根据地层沉降的竖向变化情况对隧道的深浅埋属性进行了探讨。(2)基于Winkler地基梁理论建立了隧道开挖后管线沉降变形的分析模型,其中对隧道开挖后天然地层沉降的描述可以采用修正后经验公式法或解析解法。考虑了管线与隧道斜交的情况,得到了斜交情况下隧道开挖后的沉降变形计算方法。提出了对管线发生沉降变形后的安全评判流程。将透明土模型试验实测的地层沉降数据代入到分析模型中,得到了试验各工况下管线的沉降变形分布。(3)将隧道开挖后轴向管-土相互作用等效为轴向荷载作用下单桩的桩-土相互作用,结合经验公式法或解析解法描述的天然地层水平位移,得到了隧道开挖后管线轴向变形计算方法,并考虑了管线与隧道斜交的情况。将透明土模型试验实测的地层水平位移数据代入到分析模型中,得到了试验各工况下管线的轴向变形分布。(4)运用有限元软件ABAQUS,对透明土模型试验原比例模型进行了数值分析,得到了与模型试验对应的各种工况下隧道开挖后管线的弯曲和轴向变形响应结果。并将有限元分析结果与基于Winkler地基梁理论模型得到的隧道开挖后管线的沉降变形和轴向变形结果进行了对比分析,验证了理论模型的可靠性。