随着城市轨道交通与高速铁路网的大力发展，地铁隧道下穿高铁隧道的可能性大大增加。而目前可供参考的盾构隧道下穿高铁隧道工程案例极少，尚未形成统一的高速铁路轨道变位、隧道变形等运营安全控制标准，对此开展研究非常有必要。而高速铁路和城市地铁建设方兴未艾，未来此类工程出现的机率更加大，所以开展盾构下穿对既有高铁线路和隧道结构的影响研究具有重要现实意义和工程意义。本文以长沙地铁3号线盾构隧道下穿武广客运专线浏阳河隧道工程为背景，通过研究国内外工程案例和高铁安全运营控制标准，以离心试验、数值仿真模拟、试验段施工及监测等为综合研究手段，对盾构下穿对既有高铁隧道结构、轨道及土体的影响、盾构施工参数控制、施工措施、监测方案进行了研究。主要内容及结论如下：
　　（1）通过国内外高速铁路线路运营的相关技术标准和案例的综合分析，综合对比了国内外既有线路运营和隧道结构安全的控制标准，探讨了高速列车与轨道的相互作用，提出了满足高铁正常运营需求的地铁土压平衡盾构下穿高铁隧道施工时高铁轨道、隧道结构的安全控制标准，控制标准具体包括隧道结构变形控制值、轨道静态变形控制值、轨道不平顺控制值、隧道结构应力增量控制值等，以确保高铁线路正常运营和隧道结构正常使用。
　　（2）根据既有高铁隧道及地铁盾构隧道的精确尺寸，按照相似理论，构建以现场工程为原型的离心试验模型，考虑了干砂、饱和砂、隧道施工缝等多种地层及隧道条件，获得了双线盾构掘进引起的地层和高铁隧道变形和内力的变化，定量评价了盾构掘进对于高铁隧道结构的影响，提出了高铁隧道危险部位及加固措施建议，得到了“地铁3号线盾构下穿武广高铁隧道是基本安全的”总体评价。离心试验获得的具体有益结论包括：在不考虑沉降缝的试验中，拱底的沉降曲线是U形的，但拱顶的沉降曲线是反U形；考虑沉降缝时大大减少了高铁隧道的屏蔽效应，沉降缝的存在使地表和高铁隧道的沉降量大大增加，同时其最大纵向弯曲应变、剪应力则减少明显；后行右线盾构开挖引起的高铁隧道拱底沉降和纵向弯曲应变要比先行左线的分别小5%和11%，在初步设计时后行右线下穿施工引发的不良影响可采用先行左线的不良影响进行评估参考，且该结果是偏于安全的；高铁隧道的开裂在横向比纵向更加容易发生，特别是在隧道边墙角处。
　　（3）采用有限元分析软件（Plaxis3D）建立模型，计算分析了盾构下穿施工对周围土体的扰动以及对高铁隧道结构和轨道的影响，并进一步分析了不同盾构隧道左右线净间距、盾构隧道与既有隧道净间距及上覆土厚度的影响。此外，数值结果表明，盾构下穿后高铁隧道轨道位移、结构变形以及应力等均能满足第二章提出的安全控制标准。
　　（4）针对新建长沙地铁3号线盾构下穿武广客运专线浏阳河隧道施工期间可能存在的工程重难点问题，选择与下穿高速隧道段地质条件类似的下穿高速公路跨线桥影响段作为试验掘进段，探究分析了试验段内掘进参数、监控方法、风险控制措施及应急措施，从土仓压力及地层扰动、盾构推力及扭矩、掘进比能三个方面对试验段掘进情况进行了综合评价，从高速公路既有结构、新建盾构隧道结构两个方面对盾构下穿引发的变形影响进行了深入分析，为下穿高铁隧道段的顺利实施提供实践基础与优化参考。
　　以盾构双线下穿试验段、盾构双线下穿重点段的现场情况来看，盾构施工控制总体良好，既有结构位移满足控制标准要求，地层不良扰动处于合理范围，掘进作业顺利，证明了本文提出的盾构控制措施及参数的合理性。因此，在施工依照本文盾构控制措施及参数的条件下，能保证长沙轨道交通3号线下穿武广客运专线浏阳河隧道的施工安全性，风险可控。