由于城市地下空间的开发利用以及城市轨道交通的建设需求,邻近既有地铁隧道的基坑工程越来越多。基坑开挖将引起邻近地铁隧道衬砌管片周围的土压力发生变化,导致管片产生附加内力。如果既有隧道产生的变形过大,将会造成管片开裂和隧道不均匀沉降等不良现象,严重威胁地铁的运营安全。已有的研究主要是对邻近隧道的纵向受力和位移进行分析,对隧道横向影响的研究较少。本文采用数值模拟的方法对旁侧既有隧道的横向力学响应规律进行分析,采用理论解析的方法对坑外土体的力学响应、旁侧隧道的内力进行推导计算。主要工作和成果如下:1.建立有限元分析模型,通过改变相关参数,研究基坑开挖深度、隧道埋深和隧道与基坑的水平距离对旁侧隧道力学响应的影响规律。研究结果表明:随着基坑开挖深度的增大,旁侧既有隧道衬砌管片的力学状态会产生一定变化,隧道的围压、内力、位移、水平位移差值以及竖向位移差值基本呈现出逐渐增大的趋势。随着隧道埋深的增大,水平位移差值和竖向位移差值先增大后减小。随着隧道与基坑水平距离的增大,水平位移差值和竖向位移差值也先增大后减小。衬砌管片的剪力受基坑开挖深度、隧道埋深以及隧道距基坑水平距离的影响更为敏感。2.提出内凸式变形模式下,围护结构变形曲线的经验公式。应用虚拟镜像法,结合边界条件和对称性推导出围护结构变形引起坑外土体产生的位移计算式,再根据应力-应变关系得到应力的计算公式。结合具体的数值算例,将数值模拟的结果与本文所提方法的计算结果进行对比,两者的趋势较为一致,证明了所推公式的准确性,并对相关参数进行了讨论。3.建立基坑开挖引起旁侧隧道衬砌管片附加土压力重分布模型,将平衡后的附加荷载视为水平均布荷载和水平三角荷载的叠加,采用弹性力学方法求解附加土压力作用下既有隧道衬砌管片横向受力的变化。对比有限元模拟结果和理论推导的结果,验证了所推公式的可靠性。根据隧道内力与变形的关系,划分管片的承载状态。建立围护结构最大水平位移与旁侧隧道变形之间的对应关系,基于旁侧隧道的最大允许变形,提出了基坑围护结构变形控制指标。