在现阶段修建城市地铁隧道中,盾构法的应用较为普遍。组合施工以其施工快、工期短、经济效益高,并克服了盾构法遇到的困难,得到了越来越广泛的应用。文中采用组合法施工,对盾构姿态变化时管片的受力进行了分析。盾构姿态是为确保盾构按设计轴线前进,由自动测量系统或者人工测量系统测得的盾构机轴线偏离设计线路的一种状态。盾构机姿态对管片受力的影响很大,在施工阶段的影响更为明显。文中结合武汉地铁3号线王家湾站——宗关站区间隧道,采用有限元分析,建立20环管片受力模型。模拟时,将管片看作均质圆环,忽略管片接头处的影响,本构模型采用摩尔-库伦塑性模型。研究组合施工中盾构机姿态对管片受力的影响。研究内容包括三个方面:(1)组合施工中管片力学分析组合施工中,管片受到千斤顶的推力、衬砌环间的摩擦力和挤压力、环外回填豆砾石注浆握裹力的影响。在这些力综合作用下,分析管片的纵向、横向应力及位移。(2)盾构机姿态变化对管片受力的分析在组合施工中,盾构机姿态经常会发生改变。当盾构机发生推力大小、推力方向的变化时,盾构机的姿态也发生变化,分析此时管片的应力及位移。(3)盾构机姿态控制方法的研究结合管片受力以及影响盾构姿态的因素,提出盾构机姿态调整的方法,从而改善管片受力的条件。文中采用数值模拟与理论分析结合的方法,通过对组合施工中盾构机姿态对管片受力的影响进行了分析。得出了如下结论:增大推力时,管片的纵向应力及位移增大;改变推力作用方向,当推力完全由盾构机提供时,管片位移及纵向应力先增大后减小;当推力增大,超过盾构机能提供的最大推力时,需要施加反力措施,管片位移及纵向应力趋于减小。研究方法及结论对类似工程选择合适的推力及推进方向,优化管片受力,调整盾构姿态,都有实际的指导意义。