随着盾构研发技术与隧道施工技术的进步,大直径盾构已广泛应用于隧道建设中。由于单层管片衬砌已无法满足部分大直径盾构隧道工程的需求,双层衬砌结构被逐渐采用。如何正确认识双层衬砌结构的力学特性是现阶段亟待解决的问题,于工程现场开展原位试验是研究双层衬砌结构力学问题的有效手段。本文依托武汉轨道交通8号线越江区间隧道工程,该工程是目前国内直径最大的单管双线地铁盾构隧道,开展了大直径地铁水下盾构隧道双层衬砌现场试验,主要研究工作及成果如下:1、于隧道江中段与岸边段共选取5个典型断面进行试验,通过测量各断面地层水压力、土压力、管片环向钢筋受力、管片衬砌与二次衬砌混凝土应变、双层衬砌层间径向压力,得到了施工期及运营期盾构隧道在不同地质条件、水位升降等情况下结构的受力与变形,揭示了不同地质条件下管片衬砌结构外荷载随施工进程、长江水位升降的动态变化曲线及空间分布特点,从而揭示了管片衬砌与二次衬砌结构的受力变形规律与内力分布特点。2、通过分析二次衬砌结构内力及二次衬砌施作前后管片结构内力的变化规律,探明了施作二次衬砌对管片衬砌结构的影响,探讨了施作二次衬砌对于大直径盾构隧道的意义。3、建立了与施工阶段管片拼装点位对应的壳-弹簧模型,采用水土分算荷载计算方式对管片衬砌结构进行荷载正分析,评判了现场试验荷载测值的准确性。随后在水土分算模式下,采用全面试验与曲面拟合的手段,通过荷载反分析得到了砂性地层试验断面水、土压力最优解,探讨了埋深达到2倍洞径的大直径盾构隧道荷载设计计算方法。