盾构法施工分为盾构始发、盾构掘进、盾构接收这三个阶段。其中,盾构始发与接收普遍存在土体坍塌、涌水涌砂、地下管线破裂等工程事故,安全问题较为突出。针对常规的盾构始发与接收工程事故频发的安全现状,本文在已有相关研究成果的基础上,采用理论分析、数值分析、现场试验等方法,进行了盾构无障碍始发与接收端头土体稳定性、施工力学行为、施工工艺等方面研究,获得如下成果:1.采用理论分析的方法,建立了盾构无障碍始发与接收端头土体的稳定性模型,提出了判定洞口处土体稳定性的数学模型表达式,研究结果表明:(1)洞口处玻璃纤维筋混凝土围护结构应同时满足背后水、土压力对其产生的抗弯、抗剪承载力要求。(2)认为在盾构无障碍始发与接收时端头土体不存在滑移失稳破坏现象,建议可取消端头土体加固。2.采用Flac3D数值分析的方法,以玻璃纤维筋混凝土围护桩体、洞口开挖面土体、地表沉降为研究对象,进行了盾构无障碍始发与接收宏观角度的施工力学行为研究,研究结果表明:(1)无障碍始发切桩过程中,当桩体切削至一半之后水平位移增幅会达到125.71%,应控制盾构推力,防止因桩后土体被动土压力导致过大的地表隆起。(2)无障碍始发时桩体水平位移及最大主应力均在允许值范围内,桩后土体稳定,地表隆起极小。(3)无障碍接收时,盾构在距洞口1倍洞径+(2~3)环管片时进入有限土体。之后,土仓压力随有限土压力协调变化,从而同时满足围护桩体与地表的变形要求。3.采用PFC3D数值分析的方法,进行了微观角度的盾构切桩过程及切桩机理的研究,研究结果表明:(1)盾构切桩过程中玻璃纤维筋混凝土开裂是一个裂缝产生、裂缝扩展与裂缝聚结的过程;桩体应力与切刀切削力均表现出先逐渐增大,后逐渐减小,最后趋于稳定的变化规律。(2)切桩过程中,应避免过大的盾构推力导致的围护桩体朝向基坑临空侧整体倒塌这一工程事故的发生。(3)就盾构无障碍始发而言,盾构切桩机理为全过程的剪压破坏;就盾构无障碍接收而言,盾构切桩机理为先剪压破坏,后剪切破坏的“两阶段模型”。4.以北京地铁16号线某盾构工程为背景,采用现场试验的方法,进行了盾构无障碍始发与接收施工工艺的现场实施研究,研究结果表明:(1)盾构无障碍始发分为刀盘密贴围护结构、切削围护结构、土仓压力建立并达到平衡稳定三个阶段;盾构无障碍接收分为进入有限土体、刀盘接近并密贴围护结构、切削围护结构三个阶段。(2)盾构无障碍始发有利于土仓压力与土压平衡的快速建立。(3)盾构无障碍接收有效提高了工程安全性和工程效率;切桩时应控制盾构贯入度在6mm左右。