20世纪末至今,随着我国城市化步伐不断加快,城市地区人口密度急剧增长,电力需求不断加大,输送电方式由最初的地上传输转变为地下电力隧道传输。对于一些发达城市,其地下轨道交通配套设施较为完善,电力隧道在修建过程中不可避免地出现穿越既有地铁线路的情况。而由于隧道开挖改变了初始的应力场,会导致既有地铁隧道产生附加内力和附加位移,严重时导致既有地铁隧道管片产生开裂、渗水等情况,对运营隧道的安全造成威胁。因此,对盾构隧道正交下穿既有地铁隧道施工的扰动机理研究具有重要意义。本文依托广州南大干线电力隧道工程,采用现场调研、离心模型试验以及数值分析等研究手段,开展了电力盾构隧道正交下穿既有地铁隧道施工扰动机理方面的研究,主要成果如下:1.在长安大学土工离心模型试验系统中引入光栅光纤传感技术,建立了基于FBG传感技术的隧道离心模型测试系统,极大降低了以往测试中因大量尾线和布线对试验结果产生的误差;2.基于FBG光纤光栅隧道离心模型测试系统,开展离心试验以地层损失率和净距作为两种主要影响因素,研究电力盾构隧道正交下穿既有地铁隧道施工的扰动机理。离心试验表明,随着地层损失率的增大和净距的减小,地表和既有隧道拱顶沉降最大值以及变形导致的附加纵向弯矩、环向弯矩和环向轴力的最大值均增大,但是并不改变沉降和内力的分布形式。拱顶处围压降低并不明显,但是拱底和拱腰位置围压降低明显。受土拱效应的影响,沿着既有隧道纵向围压以及夹层土体土压力分布呈现“V”型分布,当地层损失率较小为0.5%,净距小于0.5DE时,土拱形成较差,而地层损失率的增加和净距的增加更有利于土拱效应的形成,产生的位置基本发生在距离既有隧道中心对称面6m的位置。3.通过建立在不同工况下的三维有限元模型,计算分析得出既有隧道在新建电力隧道在施工过程中,既有隧道结构不仅产生了垂直拉伸和水平收敛变形,而且还存在扭转变形;既有隧道拱底处的沉降值大于拱顶处的沉降值,并且处于既有隧道纵向隧道轴线位置的地表沉降要小于轴线两侧的的地表沉降,这表明既有隧道的存在抑制了周围土体的变形向上发展的趋势;4.数值模拟所得结果与离心试验进行对比分析发现:两种研究手段在数据方面存在一定的差异,这主要是可能由于数值模拟将土体视为各向同性导致的,但是所得结果无论是沉降还是隧道内力变化,均与离心模型实验结果表现出良好的一致性,证明了试验的结论。