近年来,地铁交通以其便捷快速的优点在许多城市得到快速的发展,其中由管片通过管片接头相互拼装而成的盾构隧道是地铁隧道的常见形式。然而,随着城市化进程的不断推进,许多已建成的盾构隧道附近不可避免地受到外部工程活动扰动影响,其中地表堆载导致盾构隧道出现病害的事故日益突出。为此,本文采用模型试验,探究不同因素对盾构隧道横向性能的影响,并在此基础上,结合有限元数值模拟,探究地表堆载对既有盾构隧道变形的影响,为地表堆载工程中既有盾构隧道的保护提供理论依据与参考。研究内容与取得成果总结如下:(1)以广州地铁典型的外径为6m的盾构隧道为原型,设计了缩尺的盾构隧道模型,进行了盾构隧道模型横向加载试验,探究了盾构隧道环与环之间的相互影响作用及管片接头、管片拼装方式对盾构隧道横向性能的影响。(2)本文基于模型试验探究了盾构隧道从开始承载到结构破坏全过程的横向刚度有效率的取值。结果表明,隧道横向刚度有效率并不为一常数:当结构处于弹性阶段时,通缝、错缝拼装盾构隧道的横向刚度有效率围绕着一个定值上下波动,变化范围分别为0.50～0.65和0.66～0.73;当结构超过弹性阶段时,横向刚度有效率急速下降,但下降到某一特定值后,下降速度有所减缓。(3)基于修正惯用法,结合从试验中获取的横向刚度有效率随隧道椭圆度增加而变化曲线,本文提出了一种考虑了横向刚度有效率变化的计算外部作业影响下盾构隧道椭圆度的方法,并以实际工程实测数据验证了该方法的可行性。(4)在模型试验基础上,结合有限元数值分析,完成地表堆载对既有盾构隧道变形的影响分析。研究结果表明:在地表堆载作用下,当盾构隧道位于地表堆载边缘附近时,隧道变形最大;地表堆载引起隧道变形的影响区可划分为显著影响区、一般影响区和微弱影响区,且不同拼装方式的盾构隧道影响区范围不同。