在滨海地区超软土地层中，盾构姿态偏移现象严重，往往超出限值，从而诱发管片错台、破损、密封不严等问题，给越江隧道正常运营埋下隐患。在实际工程中一般需对上述软土分布密集的区段进行预加固处理。然而，由于盾构施工隐蔽性强，盾构姿态偏移机制认识不清，姿态控制主要依赖于盾构驾驶员经验，亟待开展软土地层加固对超大直径盾构姿态调控的影响研究。
课题依托珠海横琴杧洲大直径盾构隧道工程，通过理论分析、数值仿真、现场监测等手段展开研究，揭示软土地层超大直径盾构姿态偏转机制，研究姿态调整对地层变形和管片上浮的影响，确定适用于软土层浅埋超大直径盾构掘进的软土地层合理加固范围，提出超大直径盾构姿态调控和预测技术，为盾构隧道施工安全提供技术支持。主要研究内容与结果如下：
（1）结合现场盾构千斤顶合力情况，建立软土地层未加固和预加固超大直径盾构掘进姿态数值分析模型，通过改变推进系统荷载分布来施加偏转力矩，研究偏转力矩与盾构机俯仰角之间的关系，以及对比地层加固前后姿态调整对地层变形的影响，并通过监测数据对模型分析结果进行验证。
（2）建立软土地层考虑纠偏荷载、浆液时变性、掘进坡度、加固范围的管片上浮分析模型，基于纠偏荷载与盾构姿态的研究成果，提出偏转力矩对隧道管片上浮的影响规律，根据偏转力矩与管片累计上浮量的关系，拟合出基于覆土厚度、偏转力矩的管片上浮计算公式。在此基础上，揭示沿非水平轴线掘进对隧道管片上浮的影响机理，通过隧道管片上浮引起土体变形的解析解，确定合理的软土地层加固范围。
（3）基于现场盾构参数的获取和预处理，建立支持向量回归和基于主成分分析的支持向量回归预测模型。模型输入参数考虑盾构掘进参数、地质参数和几何参数，采用主成分分析法进行数据降噪，并经过工程实例验证，表明混合模型预测的姿态参数均在相应的监测数据范围内且误差较小，证明所提出的基于主成分分析的支持向量回归混合模型准确预测了盾构掘进过程中的姿态参数。

软土地层加固；盾构姿态；偏转力矩；管片上浮；姿态预测