针对盾构隧道施工期穿越施工引起建（构）筑物沉降变形和运营期受大变动荷载作用可能导致结构使用性能降低，依托济南黄岗路穿黄隧道工程，做以下研究工作：1）预测外径16.8m盾构隧道下穿黄河大堤施工引起的沉降变形，从设计、施工角度提出穿越施工安全控制措施；2）分析外径16.8m盾构隧道在运营期间面临的大变动荷载问题，提出结构韧性提升对策。研究结果表明：1）通过Peck公式和三维数值模拟得到的大堤沉降相符，均满足主管部门审批通过的变形控制要求；2）通过合理设计穿越线路、管片置剪力销&增设注浆孔预埋件、设置掘进试验段、加强同步注浆控制、控制盾构掘进姿态、采取合理的施工参数、加强监测等措施，可大幅降低穿越施工风险；3）按多工况内力包络进行配筋设计、采用钢纤维混凝土管片和增强管片连接，是应对大变动荷载挑战、提升隧道结构韧性的有效对策。