盾构法作为隧道施工的一种主要的施工方法已经在我国得到了广泛的应用。施工过程管片结构受力及开挖面稳定性是盾构隧道施工和设计中非常关心的问题。本文以位于新广深港客运专线上的狮子洋水下铁路盾构隧道为依托,进行管片及螺栓受力测试、管片结构受力特征分析和泥水盾构开挖面稳定性研究等三个方面的研究工作:(1)首次利用光纤光栅传感器测试盾构隧道管片和螺栓受力,得出盾构隧道的相关规律,为理论的完善提供一些参考。光纤光栅传感器作为一种优越的测试手段,极有可能成为土建领域的主导测试传感器。(2)分别对修正惯用法、弹性铰接圆环法、梁—弹簧模型法和梁—接头不连续模型法进行了理论分析和结构计算,对比并选择了合理的设计方法。(3)就泥水盾构隧道开挖面稳定性这一问题,从理论和数值计算两方面进行了研究。总结了地层损失的开挖面稳定判断方法。在数值分析方面,利用FLAC3D计算软件,建立三维分析数值模型,研究了不同泥水压力下盾构开挖面前方和地表沉降的规律。