珠海地区地层多为上软下硬复合地层,地质条件复杂,而盾构隧道绝大部分建在市区,线路上方存在较多的建筑物和其他设施,施工的技术难题多,导致土压平衡盾构施工难度较大。本文依托珠机城际盾构隧道(1#～湾)区间,对我国复合地层小半径曲线隧道的设计和施工关键技术进行研究是迫切而重要的。本文在搜集珠机城际盾构隧道1～湾区间和横～四区间盾构掘进参数和地质参数的基础上,对复合地层掘进参数的统计规律、模型预测掘进参数和小半径曲线隧道管片的力学特性进行了研究,主要研究内容和成果如下:(1)调研国内外复合地层盾构掘进参数规律研究和模型预测研究现状,分析目前模型预测的优势和不足,对不足之处确定改进方式和方法。(2)制定掘进参数选取原则,选取典型上软下硬复合地层的盾构掘进参数,采用数理统计方法,对不同地层条件下的盾构土仓压力、主驱动总推力、刀盘扭矩、刀盘转速、主驱动推进速度、和刀盘贯入度的变化规律进行了对比分析,然后分析了各掘进参数之间的相关性。得出的成果:给出了复合地层条件下盾构掘进参数施工建议值。(3)通过对粒子群优化算法和BP神经网络原理和算法的研究,建立基于BP神经网络的PSO-BP神经网络模型,通过网络模型来预测盾构机的主要掘进参数,并对比分析评价模型训练效果,得出的成果:使用该模型对实际工程盾构主要掘进参数进行后续的预测和误差分析,结果显示,模型预测精度和预测范围能够满足现场施工要求,对珠海地区实际工程施工具有一定指导作用。(4)采用地层结构法,运用MIDAS-GTS软件,建立了3种不同曲线半径下的盾构隧道模型,每个模型又分别在4种千斤顶推力作用下进行计算,以研究不同曲线半径下和不同千斤顶推力作用下的盾构隧道管片受力变形规律。本文的研究内容和成果可以为珠海地区土压平衡盾构机掘进参数的选取提供一定的指导作用,具有较强的现实意义。