郑州是中部重要的交通枢纽城市，城市的快速发展给交通带来了巨大的压力，为了解决交通问题，郑州市开始大力发展轨道交通。其中，盾构法因其独有的优点成为修建地铁的重要的施工方法。在盾构法施工中，盾构衬砌管片的作用是不可替代的，地下水压、土压和一些其它荷载都是由管片来支撑，因此盾构管片的质量对隧道的整体质量和安全起决定性作用，所以管片的设计工作在盾构施工法中显得尤其重要。但是一直以来盾构管片都未有很完善的设计规范，各个地区仍然借鉴和采用国家其它城市的设计，这种方法往往与各个城市的地质参数不相同产生矛盾，并且由于各城市的地质参数和管片结构参数存在不确定性，所以在对管片结构设计配筋时发现各城市的的配筋形式各不相同，不能完全符合管片结构在实际受力情况下的配筋，配筋形式存在不合理性，所以提出对郑州这一城市盾构管片的受力特点和管片钢筋的优化设计进行研究具有很现实的意义。本文以郑州一号线某区间为工程背景，结合郑州市的地层特点，使用有限元软件建立管片受力模型，通过对管片进行加载计算，分析了覆土埋深H、土的黏聚力C、土的容重γ、土的内摩擦角ψ对管片受力的影响规律，进而使用多项式拟合方法得出了各参数与管片最大轴力、最大正弯矩、最大负弯矩之间的函数关系。使用ABAQUS有限元软件对板式配筋、梁板式配筋形式的盾构管片进行模拟，在强度理论的基础上分别考察钢筋和混凝土的受力行为，通过对两种配筋形式下的管片受力行为的对比，最后得出适合郑州区域选用的配筋形式为梁板式配筋。最后主要使用地层结构法对15米以内的隧道衬砌管片的主筋进行了优化，由原有设计直径为25mm的主筋优化为直径为20mm的主筋。主要使用有限元软件建立了优化前和优化后的梁板式配筋形式的管片模型，通过对主筋和分布筋模型计算结果的分析和对比，得出优化后的方案是可行的以及其它一些可供参考的结论。