在经济建设高速发展的带动下,我国的城市化进程不断推进,同时网络化的地铁线路也在逐步建设完成。由于地铁的蓬勃发展,其沿线区域的经济开发工作也在有条不紊的进行中,随之而来的临近地铁的基坑工程也就越来越多。本文依托于某地铁运营段上方的基坑工程,采用室内试验、现场监测、数值模拟的方法针对基坑开挖对其下方运营地铁隧道形变及土体位移规律进行了深入研究。首先,基于工程现场的原状土样,进行了土体基本物理力学特性试验、土体单向固结回弹试验以及土体的三轴固结不排水试验,得到了原状粘土的力学性能,分析了侧限条件下土体的压缩回弹规律及原状土样的应力应变关系,确定了模型中修正剑桥本构的相关参数。之后,根据在工程现场布设的点位得到的监测数据,分析了基坑开挖对其下方运营地铁隧道周围区域不同深度土体的竖向位移、隧道道床结构形变、隧道净空形变以及隧道结构竖向和水平形变。又根据工程现场的场地数据以及施工相关资料,在有限元分析软件中采用修正剑桥本构建立模型,初步对一次性整体开挖和分步开挖以及有无抗拔桩和堆载的情况进行模拟,分析侧方及部分正上方基坑开挖对运营地铁隧道产生的水平方向及竖直方向位移的影响。将监测数据与模拟结果对比分析之后,验证了数值模型的可靠性。最后,根据相关工程经验对桩径、桩间距、桩长、堆载及排桩数量进行模拟分析,得到了不同参数下抗拔桩对运营地铁隧道的加固特点和机理。在此基础上,对地铁隧道正上方土体的不同开挖方向、开挖顺序和开挖步长进行甄选,总结出了运营地铁隧道的上浮量随上方基坑开挖进行的变化趋势与规律。在综合了各参数的优化方案后,基于现场施工的可操作性,进行了复合防控方法的对比分析。归纳和提出保护隧道安全与稳定的复合技术措施,优化了现有基坑开挖与支护方案。