随着山区城市轨道交通快速发展，轨道交通区间隧道下穿既有铁路工程越来越多。由于山区城市特殊的地质条件和周边复杂环境，区间隧道布置受到限制，左右线隧道水平距离较近。与单线隧道施工比较，双线隧道施工引起既有铁路路基沉降更为复杂。左右线隧道的水平距离对下穿既有铁路引起铁路路基沉降影响规律尚不清楚，还需进一步研究。依托山地城市贵阳轨道交通3号线区间隧道下穿既有铁路工程，建立三维数值模型，分析铁路路基沉降特点，研究不同水平间距双线隧道下穿施工引起既有铁路路基的沉降变形规律。研究发现随着双线隧道水平间距减小，沉降槽范围增大，铁路路基最大沉降值逐渐增大。随着双线隧道水平间距增加，铁路路基沉降最大值位置由隧道中心线对应路基向左线隧道、右线隧道中心线相对应的路基位置转移，路基横向沉降曲线呈V型-U型-W型变化。当隧道水平间距小于15 m时，路基横向沉降曲线呈V型，应加强支护措施，减小后行隧道施工对既有铁路路基沉降产生的叠加效应，将铁路路基沉降控制在允许范围。