盾构工法在我国地铁隧道旌工中越来越广泛的被应用,但是在某些在软硬不均的复合地层下进行盾构施工时常会发生问题,诸如在广东、深圳等地使用复合式盾构较多的地区,就发生多次地面塌陷、刀盘严重损坏等问题,所以本文着重从复合地层出发,探讨盾构机刀盘设计的以下几个方面：(1)分析了复合式地层下盾构机刀盘的推力扭矩影响因素,结合目前国内外已有的研究成果,归纳提出了复合式地层下盾构机刀盘的扭矩和推力的计算模型,得到的模型具有强度、刚度高等特点,同时考虑其开口率、泡沫注射等多种因素。(2)在此基础上,针对莞惠某隧道工程刀盘出现的大变形问题,本文首先利用ANSYS分析软件对其做了静力学分析,并讨论刀间距等问题。(3)基于分析和研究的静力学分析结果以及刀间距过大等问题,对刀盘的滚刀布置和结构刚度方面进行了改进,改进后的刀盘具有滚刀间距更小,适合该项目的高强度岩层的切削,更提高了刀盘的刚度,尽量避免在施工中出现较大程度的变形。论文研究结果对工程技术人员在进行盾构刀盘设计时具有参考价值。