近几年来,我国的地下轨道交通事业蓬勃发展,地铁路线已经逐渐产生交叉并发展成为复杂的线路网,在修建新的地铁线路时就难免出现下穿既有线隧道施工的情况,所以如何保证盾构下穿施工的顺利进行、且不影响既有线隧道的安全运营就变得十分重要。本文基于新建大连地铁5号线隧道盾构下穿既有2号线隧道工程为依托,运用粒子群优化的BP神经网络进行反分析得到更为准确的围岩力学参数,并且采用理论分析、数值模拟与实际工程相结合的方法,研究了盾构下穿施工过程中新建盾构隧道和既有线隧道的相互影响情况以及两者的变形规律。主要研究内容如下:(1)在查阅大量关于盾构下穿施工的文献,并且借鉴实际下穿工程施工案例基础上,对盾构下穿既有线施工的相互作用及影响进行了理论上的探讨与分析,为后面的研究奠定理论基础。(2)利用敏感度分析方法确定围岩需要反演分析的力学参数;用正交试验法确定最优的实验组合方案,得出训练样本和测试样本;再利用粒子群优化后的BP神经网络计算分析,得出围岩力学参数和围岩变形之间的映射关系,.将实测围岩变形数据作为输入信息,得到反演参数的精确值。(3)对盾构下穿施工进行数值模拟分析,得到新建盾构隧道和既有线隧道的变形规律,并将新建盾构隧道实际监测到的围岩变形数据与数值模拟结果进行对比分析,得到两者之间的最大绝对误差和相对误差,验证了数值模拟的合理性,为以后类似的盾构下穿工程提供经验。(4)最后,分别研究了不同的隧道间净距、不同的同步注浆量和不同的土舱压力对隧道最大沉降值的影响情况,并提出合理的施工措施建议。