本研究基于天津地铁五号线靖江路站至成林道站区间工程,针对软土地层中盾构隧道空间曲线近接施工的环境效应问题,围绕隧道轴线地表沉降、地表沉降发展和横断面沉降槽三个方面,采用理论研究、实测研究和数值模拟研究方法,在考虑隧道双洞相对空间位置变化性的基础上,探究了单线隧道、重叠隧道、平行隧道和由重叠向平行变换隧道盾构施工对环境的影响和先行隧道施工对后行隧道施工地表沉降的影响,分析了盾构隧道施工的环境影响与工程地质和施工措施的关系。本研究的主要成果如下:(1)验证了盾构隧道施工地表沉降的发展规律。在盾构隧道施工地表沉降发展的五个阶段中,先行沉降和开挖面前沉降的沉降量小,约占最终沉降量的10%;推进沉降发展迅速,沉降量较大,约占最终沉降量的25%;盾尾空隙沉降发展同样迅速,但持续时间较长,因而沉降量最大,约占最终沉降的55%;后续沉降持续时间长,为长期沉降,但发展缓慢,只占最终沉降量的约10%。(2)得出了单线隧道、重叠隧道和平行隧道施工过程中,先行隧道施工对后行隧道施工地表沉降的影响以及横断面沉降槽发展规律。单线隧道施工的横断面沉降槽呈“V”型,隧道轴线处地表沉降量最大,向两侧沉降量逐渐减小且对称。对于双线隧道,先行隧道施工引起地层扰动和固结沉降,将会对后行隧道地表沉降产生影响。在重叠隧道施工中,当下部隧道先行施工时,上部隧道横断面沉降槽呈两侧曲线坡度更陡的“V”型,轴线与两侧区域的沉降差比单线隧道大。在平行隧道施工中,后行隧道横断面沉降槽呈“√”型,隧道轴线处地表沉降量最大,向两侧沉降量逐渐减小,但位于先行隧道一侧的地表沉降量大于另一侧对应位置的地表沉降量。(3)得出了在隧道双洞相对空间位置变化过程中,先行隧道施工对后行隧道施工地表沉降的影响以及横断面沉降槽发展规律。在由重叠向平行变换隧道的施工中,当下部隧道先行施工时,受先行隧道施工的影响,后行隧道横断面沉降槽的形态不断变化。在近似重叠区段,后行隧道横断面沉降槽呈现出与重叠隧道相似的“V”型;当后行隧道略偏离先行隧道时,以后行隧道轴线为中心,位于先行隧道一侧的地表沉降量小于另一侧对应位置的地表沉降量;当后行隧道继续逐渐偏离先行隧道时,在距离后行隧道轴线较远处,位于先行隧道一侧的地表沉降量大于另一侧对应位置的地表沉降量,而在后行隧道轴线周围,位于先行隧道一侧的地表沉降量小于另一侧对应位置的地表沉降量;当先后行隧道刚刚完全不重叠时,后行隧道轴线两侧的地表沉降量基本相同;而在近似平行区段,后行隧道横断面沉降槽呈现出与平行隧道相似的“√”型。(4)分析了盾构隧道施工的环境影响与工程地质和施工措施的关系。当盾构穿越不同土体类型的地层交界面时,地表将会发生较大沉降。若隧道上覆土层厚度较小,在地表沉降发展的开挖面前沉降阶段或推进沉降阶段,地表实际上将会发生隆起现象。在施工操作中,盾构推力过大或者对较大沉降位置进行注浆加固都会引起地表的隆起或回弹。