以北京地铁十六号线21标【夏家胡同-丽泽商务区】为工程背景,针对密实无水富含大粒径漂石地层工程地质及小曲线转弯半径、紧邻或下穿建筑物、地表环境要求严格、施工条件相对恶劣、敞开式开挖稳定性差等不利因素,深入分析了设备选型、设计工作及地铁施工的各项工作。开挖面稳定性分析采用MIDAS/GTS软件,模拟计算了开挖面的稳定性,为敞开式盾构的设计提供支撑。探讨了在围岩具备稳定条件下的敞开式盾构的设计方案,施工作业流程等等,并分析了在施工时设备存在的重难点。利用机械工程中常用的Auto CAD制图软件及先进的Pro/E三维有限元软件,对敞开式盾构的主要关键部件进行了方位分析和受力分析,最后设计了因地制宜的敞开式盾构。结合工程背景,对敞开式盾构的整机设计进行了初步的设计,包含液压、流体及电气系统的设计,同时对敞开式盾构的施工工序及效率进行一定的分析,为后续敞开式盾构的设计提供一些参考。