随着城市化进程快速推进,地面的可开发空间越来越少,地下空间这一宝贵资源口益得到重视,其开发和利用活动日渐频繁。土压平衡盾构由于适用地层范围广,施工速度快,已经被广泛的应用于隧道开挖等各类地下施工建设。在盾构施工过程中,通过控制密封舱土压与开挖面水土压力保持动态平衡以维持开挖面稳定,若压力失衡则会发生地表塌陷或隆起等事故造成人员伤亡和财产损失,因此盾构机土压平衡控制对于保证盾构掘进安全至关重要。由于盾构掘进工况复杂多变,且各掘进参数相互耦合,因此目前密封舱土压控制模型大多是利用神经网络、模糊算法等智能方法或基于密封舱渣土的质量守恒定律建立简化模型,忽略了盾构刀盘的挤土效应对密封舱土压的影响,仅通过控制进土量或排土量以保持土压平衡。然而根据现场监测数据表明,盾构掘进的挤土效应远比通常认为的大,所以,如果忽略刀盘挤土效应对密封舱土压的影响,势必会导致密封舱土压控制效果变差,甚至发生异常工况。针对上述问题,本文进行了下面的研究：本文综合考虑盾构刀盘系统、推进系统和排土系统对密封舱土压的影响,通过对盾构刀盘的挤土效应对土体变形量影响的机理分析入手,然后结合盾构不平衡掘进引起的土体变形量,建立了由刀盘系统、推进系统和排渣系统等多子系统共同作用所决定的新的密封舱土压控制模型。为了实现密封舱土压能够快速稳定的跟踪土压设定值,提出了保持刀盘转速设定值不变,协调优化控制螺旋机转速和推进速度的刀盘、推进、排渣等多子系统协调优化控制方法。最后利用实际数据进行了仿真试验,结果表明：本文提出的土压平衡控制策略能够实现盾构机密封舱土压快速、稳定的跟踪设定值的目标,能够为盾构实际掘进作业提供一定指导。