据统计,我国碳酸盐岩分布面积高达国土面积的三分之一,在城市化全面而迅速发展的背景下,灰岩地区城市轨道交通建设的工程问题日益凸显。由于灰岩地层岩溶状况复杂多样,加上地铁建设中广泛应用的盾构技术在封顶块位置的设置上仍缺乏规范和依据,对于全断面位于灰岩地层的盾构隧道,很难在设计阶段凭借勘察资料通过计算制定出一整套完备的管片拼装方案。因而,对于施工过程中如何针对实际地质状况合理调整管片拼装方案的问题,盾构隧道不同拼装方案的衬砌性能研究具有十分重要的意义。鉴于此,本文开展了如下的研究工作:关于灰岩地层非岩溶发育区不同拼装方案的性能研究,本文按照“左右对称、两环一循环”的原则,通过拼装点位的控制制定各种拼装方案,再利用岩土通用有限元软件Midas GTS NX建立三维有限元模型进行模拟分析。研究结果显示:衬砌管片在接头位置都会出现一定程度的应力集中,与错缝拼装相比,通缝拼装在接头处的应力集中程度更高;对于衬砌管片接缝处的径向错台,错缝拼装在各试验方案中的性能差异相对较小,而通缝拼装则很大程度上受拼装点位影响,但错缝拼装条件下临近隧道拱底或拱腰的T形接缝容易出现较大的径向错台,是接缝防水工程需要关注的薄弱区。关于灰岩地层岩溶发育区不同拼装方案的性能研究,本文先对隧道下方或侧边较为可能出现的岩溶工况进行初始地应力分析,根据初始应力分析结果制定岩溶区管片拼装试验方案,对不同岩溶工况下的不同拼装方案进行研究。研究结果显示:溶洞尺寸增大或距离减小都加剧其对隧道围岩初始应力的影响,且两者对隧道衬砌结构变形、位移及接缝状况的影响都很相似;溶洞的发育会导致上部岩土体发生卸载,两侧岩体则发生应力集中,因而当溶洞位于隧道下方时,隧道围岩初始应力受到溶洞的影响越大,隧道整体变形越小,而当溶洞位于隧道侧边时情况则刚好相反;溶洞的发育影响隧道上下或左右两侧围岩的初始应力差,因而对隧道整体位移也有所影响;衬砌管片不同的拼装方式影响衬砌结构各部位与围岩的刚度分配,具体不同岩溶条件下各方案在变形、位移、接缝等方面的性能文中也做了详细的对比。