以某高速铁路大直径盾构隧道下穿既有沪宁高速铁路无砟轨道路基为背景，采用三维数值模拟方法并参考类似工程案例，研究3种不同防护方案下(管幕加固、竖井底部注浆、保压循环注浆方案)大直径盾构下穿既有高铁路基及轨道的变形控制效果和措施。研究结果表明：轨道高低应作为盾构下穿施工的主要控制指标，无防护措施下大直径盾构下穿软土地层造成的最大沉降值为28.56 mm，不利于轨道的平顺性控制，仅采用盾构掘进措施无法满足高铁安全运营；保压循环注浆方案下路基中心沉降3.13 mm，通过主动控制路基变形调节轨道变形，轨道高低值0.21 mm，轨向值0.23 mm，远小于作业验收控制值；基于既有高铁路基沉降控制要求，确定了保压循环注浆的合理注浆压力不宜超过40 kPa、注浆管间距不宜大于0.4 m等参数，为工程施工提供指导。