为研究盾构隧道下穿高铁路基施工时对路基的影响规律，探究在隧道开挖过程中运用不同加固措施对既有高铁路基的影响程度。以西安市某地铁工程为依托，利用室内模型试验对比分析盾构隧道下穿高铁CFG桩复合路基过程中，无加固、地表袖阀管注浆加固与超前管幕工法加固3种隧道施工条件下，地表沉降值和沉降槽的空间分布规律；采用数值模拟，分析验证超前管幕工法加固工况下盾构隧道下穿时，高铁路基、道床的位移变化规律。室内模型试验结果表明：盾构隧道施工中采用管幕工法加固后复合地基正上方的地表沉降最大值减小28.6%，采用袖阀管注浆加固后减小18.0%，并且采用两种加固措施后的CFG桩最大附加轴力均减小20%以上。因此，在隧道掘进过程中采用一定加固措施，可改善围岩稳定性，其中管幕工法加固效果更为显著。数值模拟分析表明：采取管幕工法加固施工与不采取加固措施相比，路基最大沉降量减少33.78%，道床最大沉降量减少45.08%。因此，管幕工法加固能够有效减小对既有高铁路基的影响。