随着城市建设的不断发展,各种隧道的广泛应用,将有越来越多的新建隧道需要穿越机场区域。盾构法施工在隧道下穿已有建筑物、构筑物、地下管线等工况中显示出了极大的优越性,但是盾构隧道施工过程中不可避免的对已有设施产生一定的影响。机场跑道具有严格的环境控制要求和安全控制要求,这些影响在隧道穿越机场跑道时必然需要得到更多的重视。本文以上海轨道交通10号线虹桥机场区段工程为背景,根据土压平衡盾构的施工原理,综合考虑了盾构施工过程中的各种因素,建立了模拟盾构隧道施工的三维有限元模型。通过有限元模拟结果与隧道试验开挖段实测数据进行比较,验证了模型的有效性。利用数值模拟的方法,研究了机场跑道下盾构隧道施工对跑道的影响,对比分析了跑道结构的存在对地层位移的影响。研究发现跑道结构的存在可以明显减小地表沉降,但是对深层土体位移影响有限。在深入分析盾构施工过程对地层沉降影响机理的基础上,本文利用数值方法对盾构隧道穿越机场跑道的施工过程中,上覆土厚度、开挖面支护压力和盾尾注浆压力三个主要参数做了单因素变化分析,研究了施工参数变化对跑道沉降的影响。研究发现,上覆土厚度对跑道沉降有显著的影响,条件许可的情况下尽量采用深覆土、减小开挖面支护压力,适当增大注浆压力对减小盾构施工造成的跑道变形是有利的。本文结合轨交10号线虹桥机场区段新建跑道工程的实际情况,建立了模拟跑道施工的三维有限元模型,模拟了新建跑道的施工过程,研究了新建跑道施工对下方已建成隧道的影响,对隧道可能产生的位移及管片应力进行了预测。结果显示,最大位移和管片应力产生于跑道下方的隧道中部,且最大值满足隧道安全使用的相关要求。本文的计算数据和相关结论将为今后机场区域盾构隧道工程的设计和施工提供参考。