由于我国城市轨道交通的不断建设与发展,地铁保护区内的深基坑工程越来越多,而基坑开挖卸荷将打破周围土体初始的应力平衡状态,在其内部产生新的应力及位移场,导致侧方地铁盾构区间隧道产生过大的附加变形,可能引发隧道结构发生开裂、渗水等病害,威胁隧道结构的安全及线路的安全运行。地铁盾构隧道因周围基坑开挖产生的纵向变形及控制问题已成为我国岩土工程领域急需解决的重要难题。本文以徐州中山国际基坑项目为背景,运用数理统计分析、理论计算、数值模拟及对比分析等研究方法,对徐州地区地铁盾构隧道受邻近基坑开挖影响产生的变形及其相应的控制加固措施进行了分析和研究,论文取得了如下主要成果:(1)收集整理了国内20个有实际监测数据资料的邻近地铁隧道的基坑工程项目,并对有关数据进行分类整理,统计了地铁隧道竖向及水平附加位移值的分布范围,结果表明:隧道的竖向和水平附加位移均大部分聚集在0~8mm范围内。然后针对基坑围护结构与隧道间的水平距离、坑底与拱顶间高差、时空效应、坑内外土体加固等影响地铁隧道附加变形的因素进行分析,归纳总结出地铁隧道受周围基坑开挖影响下的变形机理及其附加位移变形的基本特征规律。(2)基于隧道纵向等效刚度模型及考虑隧道上覆土体影响的双面弹性地基梁理论,提出适合于徐州地区地铁盾构隧道附加变形计算的两阶段分析法:首先利用Mindlin弹性解计算得到由于基坑坑底及三个侧壁卸荷引起的作用在邻近盾构隧道结构上的附加荷载;接着运用双面弹性地基梁模型,将地铁隧道视为无限长弹性梁,建立其纵向附加变形微分方程,并利用有限差分法求解得到隧道的竖向及水平附加位移变形值。然后采用徐州地区黏土力学参数建立有限元模型算例,并结合工程实例将本文计算方法得到的结果与利用传统Winker模型得到的结果进行对比,结果表明采用本文方法得到的结果更加精确。(3)通过改变徐州地区地铁盾构隧道的力学模型中基坑与隧道间的水平距离、基坑开挖深度及地基基床系数等因素参数,从而进行参数敏感性分析。理论计算结果表明:地铁隧道结构的最大竖向及水平位移变形均发生在基坑中心对应的位置处,随着两者间水平距离的增加,隧道竖向及水平变形迅速减小,最终趋于平缓;隧道隆起变形随着基坑开挖深度的增加逐渐增大,并在开挖面与隧道埋深相近时达到最大,而后变为沉降变形。而隧道水平位移变形随着开挖深度的增加逐渐增大;隧道的纵向变形受地基基床系数k影响较大,随着k值的不断增大,地铁隧道的最大竖向及水平变形均明显减小,而减小速率越来越小;且隧道竖向及水平变形对上述三个参数的敏感性由大到小排序分别为为:基坑开挖深度>水平间距>地基基床系数、水平间距>地基基床系数>基坑开挖深度。(4)运用数值模拟方法研究了徐州中山国际基坑常规分层开挖工况下对邻近二号线左右线区间隧道的变形影响,结果表明:右线隧道的竖向及水平变形均大于左线隧道,基坑的尺寸效应对右线隧道竖向及水平变形的影响更加明显,且右线隧道的最大竖向位移值超过了规范预警标准。然后结合统计案例中有关隧道变形控制措施及徐州地区土质,研究分析了基坑开挖卸荷控制、坑内土体加固和隧道结构加固三个隧道变形的控制加固措施对右线隧道竖向变形的控制效果,最后考虑施工经济方便的原则,提出了一套多个措施并用的控制方案,结果表明其控制效果显著,隧道竖向变形明显变小。研究成果可为徐州地区类似工程的设计与施工提供一定的参考经验。该论文有图64幅,表11个,参考文献105篇。