国内地铁施工分为区间隧道施工和地铁站台施工,区间隧道施工以盾构法为主,地铁站台施工以明挖法、矿山法为主。施工过程难以充分发挥盾构施工优势,也降低了地铁施工效率。为此,基于国外地铁站台盾构法施工思路,提出了在地质围岩自稳性较好的地铁站台采用盾构法,但不借助管片衬砌的施工方案,并针对盾构无管片推进进行了研究,完成了盾构辅助推进装置的方案设计,随后对装置进行了有限元分析以及轻量化设计,并借助遗传算法对装置在隧道内的装配序列进行了规划。论文的主要内容如下:1、针对围岩自稳性较好的地铁站台施工,提出了盾构不借助管片实现隧道开挖,并完成了盾构辅助推进装置的方案设计;基于设计方案,对装置的工作原理以及部件组成进行简要介绍;结合广州某地铁站台地质参数,对装置进行了选型及参数计算。2、基于地铁站台地质分析,确定了盾构辅助推进装置的三种计算工况;基于ANSYS软件,在三种计算工况下,对连接柱部件、撑靴架等关键结构进行力学性能分析;基于有限元结果分析,确定了最危险的计算工况,并对应力集中的结构提出改进意见。3、基于最危险计算工况,采用ANSYS软件对撑靴架结构进行了轻量化设计;采用分组、分阶段的轻量化思路,解决了待轻量化钢板数目与软件设计变量数目上限之间的矛盾;与原始结构相比,轻量化后的撑靴架结构质量降低了19.7t,减重比例为16.7%;基于轻量化结果,确定了减重占比最大的钢板集合;对轻量后的结构力学性能进行分析,给出了相关轻量化建议。4、基于遗传算法,采用MATLAB软件对装置在隧道内的装配序列进行规划;建立了装配零件之间的优先约束稳定矩阵APRS,并基于该矩阵得到了高质量的初始种群;采用了符号编码,并参考TSP问题进行了遗传算子选择;建立了装配序列的评价指标体系,采用基于熵权的TOPSIS评价算法进行适应度函数设计;通过遗传算子取值试算,获得了取值合理的遗传算子组合;对不同初始种群的算法收敛速度进行对比,结果表明,由矩阵APRS产生的初始种群可大幅提高算法收敛速度,并基于该初始种群,得到了装置在隧道内的最佳装配序列。