盾构作为一种能使隧道一次成型的现代大型工程设备,在修建地铁隧道缓解城市地面交通压力上具有极其重要的作用。但是现阶段我国盾构推进系统设计理论不够完善,盾构因为掘进过程中推力不均匀导致管片被破坏,从而影响隧道的整体质量,缩短隧道的使用周期,因此推进系统设计理论研究是当前盾构研究领域的重点。本文主要对盾构推进系统对称非均匀布局设计方法展开研究,现有盾构的推进系统,由十几到几十根液压缸等间距均匀布局而成,由于推进系统都是均匀布局形式,不能够解决目前由于推力不均匀导致管片破坏的问题。因此本文提出一种对称非均匀布局推进系统设计方法,分别对基于等差对称非均匀布局系统在复合地层的适应性、非均匀推进系统的实现方法以及对称非均匀布局系统下管片的受力情况三个方面进行了详细的研究,具体研究内容如下:首先对盾构推进系统在掘进过程中的受力情况进行了详细的分析,分析表明,在外界掘进阻力、水平阻力矩以及纵向阻力矩耦合作用下,推进系统中的液压缸就会产生非均匀的顶推力克服外界阻力,从而引起推进系统的偏载现象。其次根据地质参数条件和盾构本体参数,提出复合地层条件下一种推进系统等差对称非均匀布局方案。基于所构建的推进系统力学模型,提出了一种对称求解模型,得到液压缸的布局参数,并通过ADAMS仿真分析表明采用该布局设计的推进系统具有较好的力传递特性,能够有效将外部载荷均匀传递到隧道管片。然后以减小推进系统偏载为目标,设计一种平面四杆机构调节推进系统液压缸在圆周上的位置,以改变液压缸的相位角。考虑到工作空间、盾构主机空间的有限性和管片的极限强度,对调节机构的综合尺寸进行了设计。在给定地层条件下,采用CV值偏载评价指标和虚拟样机验证了具有可调布局机构的推进系统的力传递性能,结果表明调整后的非均匀推力系统比均匀推力系统具有更好的力传递性能。最后通过有限元仿真实验,验证非均匀推进系统在复合地层下具有良好的抗偏载特性以达到保护管片。主要是采用Solidworks Simulation对隧道管片进行受力分析,分别考虑均匀系统和对称非均匀系统顶推力影响下,建立管片有限元模型,通过仿真分析得到管片变形云图以及应力云图,发现在对称非均匀布局设计推进系统推力作用下,管片的变形最小,受力也最均匀,因此非均匀推进系统能够起到保护管片的作用。