随着经济的发展，水下盾构隧道越来越多的出现，其高水压的受荷特性也随着埋深的不断加大而变得越来越明显。对于常规条件下的低水压、浅覆土地铁盾构隧道，目前研究已较多，也能对其受力机理有较为成熟的认识。而在高水压条件下的盾构隧道，荷载体系随环境的改变而变化频繁，水下盾构隧道衬砌结构的承载机理将与常规盾构隧道大不相同。因此，高水压盾构隧道的设计与常规条件下相比有较大的出入，而其接头的双层止水设计，纵向和横向斜螺栓的连接方式等研究也都还较少见到，因此有必要对高水压条件下盾构隧道及其接头设计细节的力学特性进行更为深入的研究。本文采用岩土隧道结构专用有限元分析软件MIDAS/GTS，以湛江湾跨海盾构隧道工程为背景，在不考虑纵向传力的前提下，建立管片整环衬砌结构的三维实体有限元精细模型，利用接缝处不同材料的力学特征模拟接头特性，研究了不同影响因素下整环管片衬砌结构的受力变形特性，以期能对设计和施工起到一定指导作用，也为盾构隧道管片衬砌结构的受力分析提供可借鉴的思路。本文主要做了以下工作：（1）通过对国内高水压条件下盾构隧道工程案例的调研，了解了目前高水压盾构隧道管片衬砌结构的设计和相关研究进展。接着以湛江湾盾构隧道工程为研究背景，深度研究其设计资料，一方面，对管片的细部构造特点进行了设计意图上的探讨；另一方面也为后续计算参数和工况的选择提供较为准确的依据。（2）结合湛江湾盾构隧道工程的设计资料，考虑其管片衬砌结构双层止水、斜螺栓、定位棒、传力衬垫、手孔等细部构造，介绍了接触面的研究现状，并选择全周地基弹簧的计算模型，建立整环管片的三维实体有限元精细模型；在加载方面，选择水土分算的方法，土压力用太沙基土压力公式计算，水压力则按静水压力确定。（3）讨论了对盾构隧道管片衬砌结构受力状态产生影响的因素，并利用所建立的整环管片衬砌结构三维实体有限元精细模型，从不同地层条件、水下埋深条件、施工时注浆压力和封顶块空间位置变化这些影响因素出发，通过数值模拟方法，得到整环管片衬砌结构的主要变形特征及其变形、受力、应力集中程度与上述影响因素的关系曲线。