随着城市化进程的加速,大中型城市人口迅速增加使原有的基础设施已满足不了人们的需求,交通堵塞、人口密集等问题已成为不得不解决的难题。为了解决这一系列的问题,提高城市的运转速率缓解交通带来的压力,人们开始对地下空间进行开发利用。地铁等交通方式的普及使得地下空间得到进一步应用,虽然给人们的出行带来了便利,但同时也带来了许多工程问题。特别是在城市中心且位于隧道附近进行深基坑开挖时,由于施工场地狭小,周边环境复杂,地下管道交错分布同时又临近隧道,这使得开挖基坑时不但要对基坑的承载力进行控制,还要对周边的环境进行控制。基坑开挖进行卸载时会使基坑产生变形,导致地基失稳、周边土体不均匀沉降、附近建筑倾斜等问题,严重时甚至使隧道发生位移进而影响地铁运营的安全,造成严重的工程事故。因此对临近隧道深基坑工程进行深基坑开挖时的应力场变化及变形特征等研究具有十分重要的意义。本文以兰州市西关什字附属人防工程项目为背景,对既有运营地铁隧道上方深基坑开挖时引起隧道衬砌结构的变形进行研究,通过现场对隧道变形的实际监测,并结合数值模拟分析结果相结合的方法,对开挖深基坑时的应力场和变形规律以及变形机理进行分析,为以后的研究和工程应用提供一定的参考。本文主要包括以下几个方面:（1）深基坑开挖及其临近既有地铁隧道的分析理论。对深基坑的变形原理进行分析,阐述了深基坑开挖致既有临近地铁隧道的变形理论、破坏状态和现象以及隧道的变形特征。基坑开挖过程中对临近隧道变形的影响及影响因素给出相应的分析,分析基坑开挖致下卧隧道的坑底隆起的计算原理,为后续临近隧道基坑开挖过程中深基坑和隧道的变形分析提供依据。（2）基坑开挖与下卧既有地铁盾构隧道的三维数值分析。结合工程开挖的实例,对兰州市西关什字附属人防工程进行数值模拟,对深基坑开挖过程结构的应力和位移进行分析,同时对下卧既有地铁隧道衬砌结构的力学特性进行分析,为项目的施工做出可靠的指导。（3）深基坑和下卧既有地铁盾构隧道的变形监测。将数值模拟的结果同实际监测数据进行对比,分析模型与监测数据差异的原因,验证模型的正确性,同时预测施工过程中可能遇到的困难,及时做好处理方案,对深基坑的施工进行指导,保证项目的有效进度和避免施工过程中不必要的经济损失。