近年来随着我国经济实力的增强,我国地铁交通的建设迅猛发展,加上地下土体资源的稀缺性,新建的地铁隧道建设往往穿越既有公路隧道,与此同时盾构隧道下穿施工的安全事故频频发生,为此,研究地铁隧道盾构下穿既有公路隧道变形影响和控制研究显得十分重要。本文以广州地铁十二号线小金钟站～云溪公园站区间新建盾构隧道下穿已建金园路隧道为工程背景,利用理论分析、数值模拟和人工神经网络方法对盾构下穿既有隧道施工变形影响进行系统性研究,总结盾构隧道下穿施工对地表和已建隧道结构的变形规律,对掘进面压力、注浆压力、注浆层厚度施工参数研究优化以控制隧道结构沉降,最后编制了可以精确预测不同施工参数盾构隧道下穿施工结构沉降的BP神经网络,得出主要结论如下:(1)采用Midas GTX有限元软件建立盾构下穿既有隧道动态施工三维模型,新建盾构隧道左、右线盾构直径不同,在此情况下得到既有公路隧道结构横向沉降槽呈“双波谷形”,最大沉降处位于大盾构中心线上方;盾构开挖造成的土体沉降槽宽度在40m左右,因此在盾构开挖两侧约40m范围内的建筑物及附属设施,特别位于盾构隧道开挖正上方的建筑物需要加强监测频率以及做好相应的防护应对措施。(2)采用单因素控制变量法,研究了掘进压力、注浆压力和注浆层厚度对盾构下穿施工时隧道结构沉降的影响规律,得到施工参数设置中掘进面压力应略大于开挖面静止水土压力、在保证浆液充分搅拌前提下控制注浆压力不宜过大、同时应设置最小同步注浆量填满盾尾空隙以减小隧道结构沉降。(3)基于正交试验方案,以掘进面压力、注浆压力、注浆层厚度为输入层,以既有隧道结构沉降、地表沉降以及管片沉降为输出层,编制了可以精确预测不同施工参数下盾构隧道下穿施工结构沉降的BP神经网络,提高工程的抗风险性,可用于指导相似工程动态施工参数调整。