近年来,随着城市地下空间的不断发展,地铁隧道的建设日益增加,盾构工法作为一种安全、可靠、施工效率高的方法,在城市地铁的建设中发挥了重要的作用。其中,盾构管片作为隧道衬砌支撑环的重要组成构件,长期承受围岩压力的作用,其承载性能可靠性的研究是关系到工程安全的关键科学技术问题。盾构管片接头作为管片连接的薄弱环节,对整个盾构衬砌环的承载性能有决定性的作用,因此是否考虑管片接头刚度的非连续性是划分管片设计方法的理论标准。本文以沈阳地铁10号线长青桥站～浑南大道站地铁区间的盾构隧道为研究背景,分析管片接头位置处高强螺栓旋转弹簧刚度,对整个衬砌环向内力的影响,并基于可靠度理论进一步分析其对管片环向承载能力可靠性的影响,据此建立盾构管片环向稳定性可靠度评价体系,为类似实际工程提供理论指导。研究内容如下:(1)基于沈阳地铁10号线实际工程地质岩土体的勘察指标统计特征值计算围岩压力,并利用均质圆环法计算盾构管片环向内力值,得出管片弯矩峰值。在此基础上,进行现有管片的配筋验算,并通过与实际工程对比分析验证理论分析的可信性。(2)利用旋转弹簧法(k-?法),分析管片接头处弯矩值阶跃性,并将管片接头的弯矩传递到环向相临管片上,据此得出此方法下的弯矩环向分布图,并进一步与均质圆环法的弯矩计算结果进行对比,探讨管片接头刚度对衬砌环内力分布的影响。为了验证上述分别基于均质圆环法和k-?法理论计算的科学性,利用ABAQUS软件,展开非线性有限元对比分析。(3)基于沈阳地区地铁工程地质勘察资料、盾构管片几何参数、混凝土强度等级、钢筋间距、钢筋强度、管片接头旋转弹簧刚度的参考统计值,得出土层参数、围岩压力、钢筋强度、接头旋转弹簧刚度的概率分布统计特征。在此基础上,对盾构衬砌分别埋置于粉质黏土、圆砾及按均质地层考虑时的弯矩进行分析,探索对管片内力影响敏感的围岩参数。(4)利用可靠度理论分别验算均质圆环法、旋转弹簧法(k-?法),盾构管片最大环向弯矩所需配筋量、工程实际配筋量,两种工况下的盾构管片环向可靠度指标,从而建立一套可靠度评价体系。实现从可靠度理论的角度评价实际工程中出现的管片错缝、漏水等病害产生的几率,从而为类似工程提供理论指导。