盾构法目前虽然己在全国地铁建设中得到了广泛的应用,可以借鉴国内其他城市类似工程的设计经验,但尚缺乏适合本地区盾构法工程设计及施工的成熟技术及经验,尤其欠却并行双线(上行线和下行线)盾构隧道施工引起的地表的沉降变形规律。本文基于常州市地铁1、2号线的区间工程,依次通过使用Peck曲线、数值模拟、神经网络模型对现场数据进行分析,深入研究了常州地铁并行盾构隧道地层与建筑物变形规律与相应的沉降预测方法,主要研究工作和成果如下:(1)使用Peck公式拟合地表沉降监测数据,研究发现拟合的地表沉降与实际沉降基本一致。其中并行隧道第二条线路的开挖对地表的影响范围扩大5m～10m。拟合的最大沉降小于实际沉降0.21mm～1.53mm,单线沉降地层损失率介于0.31%～0.63%之间。于是引入地表最大沉降修正系数α、沉降槽宽度修正系数β两个参数,对传统Peck公式进行修正;修正后的最大沉降值误差区间为0.13mm～0.74mm之间,拟合效果更好。(2)对地表沉降槽的形状变化规律进行研究,沉降槽的形态主要分为“U”型和“W”型两种。其中施工顺序是影响沉降槽形状的主要原因,并行隧道同时开挖容易形成“U”型,先后开挖向“W”型变化;另一个影响因素是隧道埋深与间距比值,随着比值的增大,沉降槽形态逐渐由“W”型向“U”型变化。(3)通过数值模拟分析了侧穿和下穿建筑物引起的沉降变化。隧道侧穿桥梁时,桥梁中部的沉降速率大于桥梁两端的沉降速率;桥梁两侧的水平位移方向相反,主要是由桥梁的整体变形造成的;浅埋的情况下,注浆量的增加使靠近隧道的测点沉降较小于远离隧道的建筑物测点。深埋情况下,盾构侧穿建筑物时,建筑物测点距离隧道越近,最大沉降值与累计变形越大。盾构下穿建筑物时,先行线引起的沉降更大,约占总沉降的2/3。而且并行隧道同时开挖造成的沉降大于先后开挖引起的沉降;地表建筑物的分布会使隧道施工引起的沉降变得不均匀,建筑物主体偏向的隧道沉降更大。(4)结合常州地铁1、2号线的地层情况以及隧道掘进参数,对影响地表沉降的因素进行了分析。其中埋深,注浆量和土仓压力是影响沉降的主要因素。结合监测数据和施工经验给出了常州地区盾构掘进参数的建议值并提出了掘进姿态和管片防水的控制措施。(5)基于神经网络方法对隧道施工引起的地表沉降进行预测,研究表明神经元数量为6个时预测效果最好。预测结果与地表实际沉降值的最大误差不超过0.25mm。通过带动量因子算法和自适应学习速率两个方法改进神经网络,缩短了预测周期。