近年来，盾构法在城市地下软土隧道施工中得到大量的应用，同时一些新的问题也随之出现：比如在某些地段要求采用小半径、大坡度隧道。本文以广州地铁四号线某区段工程实例为依托，采用数值计算、理论分析方法并结合现场监测资料，重点对土压平衡盾构机在小半径、大坡度条件下施工时的力学特性进行了研究探讨。主要研究内容如下：1．根据现场实测资料，总结了土压平衡盾构施工的一些主要特点及影响施工的参数，包括推进速度、推进扭矩、注浆压力等。2．采用数值计算方法对盾构推进时影响地表沉降的参数：土仓压力、注浆压力等进行了灵敏度分析。模拟计算结果表明：土仓压力、注浆效率对地表沉降值存在较大影响。3．通过数值模拟，比较了盾构在小半径曲线上的盾尾间隙与直线上的差异，并从地层位移、塑性区范围、管片内力三个方面详细分析了小半径盾构隧道受力特征。4．以筒仓理论模型为基础，建立了大坡度时维持盾构隧道开挖面稳定所需支护力的表达式。通过具体的工程实例计算，比较了盾构隧道在平坡及坡度值较大情况下开挖面的支护力，并应用数值模拟方法分析了不同坡度下开挖面周围土体受力、位移的差别。