为实现马蹄形断面盾构隧道管片的高效拼装，通过分析蒙华铁路白城隧道马蹄形管片的特点，模拟马蹄形管片的拼装过程，提出位置与姿态解耦的混联构型新方案，设计双起吊螺栓的机械锁紧装置。通过机械原理分析，利用冗余驱动微调机构，增加末端机构运动范围，实现了微调角度±14°的目标，研制出末端具有6自由度7活动度的管片拼装机，克服了管片连接面处法线未过拼装机回转圆心的难题。工程应用表明，盾构工法也适应于马蹄形断面隧道，管片成型质量与施工工效可满足工程要求，确保隧道顺利贯通。
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