盾构法已经成为我国地铁工程中一种重要的施工方法。盾构法隧道以其独有的智能化、安全、快捷等特点和优势，在地下工程中得到广泛的推广和应用。但是，由于盾构施工容易引起地面沉降和变形，当地表沉降过大时可能危及周围建筑物和地下管线等建(构)筑物的安全，造成严重的经济损失和社会影响。
本文选题依托北京地区首次利用盾构穿越正在运营的既有线课题，针对北京地铁十号线芍药居至北土城东站区间隧道下穿既有城铁十三号线芍药居车站结构这一实际工程，通过大量的现场监测资料分析，研究了盾构掘进过程中对横向地表沉降和纵向地表沉降的影响过程;探讨了盾构掘进各个阶段的沉降占总沉降量的百分比;分析了盾构掘进对横向地表沉降的影响范围，以及各种施工因素对地表沉降的影响。
利用FLAC软件建立了盾构施S的物理力学模型，数值模拟了盾构隧道穿越既有结构物对结构物的影响。通过数值模拟，研究了盾构施工对既有结构的影响规律。讨论了地基变形模量、等代层厚度和参数、围岩应力初期释放率、盾构正面土压力等施工因素对地表沉降和筏板基础沉降的影响，研究了穿越结构物时参数的合理取值范围。本文利用数值模拟计算得到的指定断面地表沉降与实际测量结果基本吻合，这充分说明只要建立合理的数值模型，采用合理的计算参数，数值模拟是研究盾构施工力学过程的有效工具。
通过现场监测与数值模拟分析，本文从预加固措施、衬砌背后注浆、开挖面土压力、盾构推进速度、盾构姿态等方面提出盾构穿越结构物过程中施工技术措施和参数优化及匹配，使推进中对周围地层、地面、既有结构物的影响最小，得出了最佳盾构推进状态。