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近年来,随着我国经济的快速增长,国内城市轨道交通建设得到快速发展,地铁盾构隧道项目也日益增多。然而,面对如此之多的工程建设项目,我们将不得不解决各类繁杂的工程问题,其中,盾构隧道掘进引发的地表沉降问题是地铁修建的重要难题之一。地表沉降过大会对邻近建筑物造成不良影响,甚至威胁到生命财产安全。虽然国内外学者对盾构隧道掘进施工对邻近建筑物的影响进行了大量的研究,但是,盾构法隧道施工对周围土体的扰动影响受盾构机类型、隧道埋深、地层条件等因素的影响各不相同,具有一定针对性,尤其是对于红砂岩地层盾构隧道穿越邻近建筑物的研究还略显不足。因此,本文以兰州红砂岩地层地铁盾构隧道区间为工程背景,制定地表沉降控制标准,应用修正的Sagaseta公式对盾构隧道掘进引发的地表纵向沉降进行理论分析,同时,借助岩土有限元软件MIDAS/GTS对盾构隧道穿越邻近高层建筑物及砌体结构进行数值分析,研究结论为城市相似地层下地铁建设提供参考和依据。本文以兰州红砂岩地层地铁盾构隧道穿越邻近高层建筑物、砌体结构为工程背景,采用解析方法修正的Sagaseta公式理论分析和数值方法MIDAS/GTS软件进行模拟分析,得出以下成果:(1)本文根据盾构隧道施工的力学机理及特点分析盾构隧道掘进对周围地层的扰动及对不同邻近建筑物的影响因素,阐明地层变形的一般规律,并依据建筑物基础倾斜变形控制和建筑物基础弯曲变形控制作为两个重要控制指标,求得地表沉降控制标准,即高层建筑物地表允许沉降为30mm,砌体结构地表允许沉降为25mm;(2)考虑开挖面平衡、盾尾空隙、盾尾注浆等因素影响的Sagaseta公式更能体现地表纵向沉降分布规律;(3)盾构穿越高层建筑物引发关键控制点的最大沉降为13.6mm,小于控制标准;而穿越砌体结构引发关键控制点的最大沉降为28.33mm,大于控制标准,应采取保护措施;(4)通过综合考虑双线隧道与建筑物之间的空间位置关系、地表位移沉降超出控制标准的大小以及经济性指标等因素,确定了采用注浆加固措施确保盾构隧道的安全施工。分析表明:加固后,整体地表沉降规律分布基本不变,但各位置地表沉降量明显减小,沉降槽明显变浅,最大沉降点h的地表沉降减小29.33%,沉降量为20.02mm,说明采用注浆加固满足工程要求。