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该论文首先对盾构施工隧道衬砌结构设计现状及管片设计的各种计算模型进行了阐述，并在对我国隧道设计衬砌理论的发展做了详细的调研和总结基础上指出了现在衬砌设计理论存在的不足。
鉴于目前北京地铁建设的形势，根据北京地层的土质特性及其与管片的相互作用特点，研究北京地层条件下的管片合理设计理论与模式，详细介绍了修正惯用法和梁—弹簧模型法计算管片衬砌内力的理论。针对北京地铁盾构管片设计采用的修正惯用法，使用与实际情况较接近的梁—弹簧模型分别计算了北京盾构施工的两个工程实例。
通过理论分析，提出了区别于其他地区的北京地区盾构隧道设计方法，并对盾构隧道设计进行优化，使配筋量减少，为北京地铁工程带来了很大的经济效益和社会效益。