本发明提出了一种砂卵石地层土压平衡盾构土仓压力设计和控制方法，包括如下步骤：构建分界面上方砂卵石地层主动极限平衡状态下的土体松动土压力计算模型，计算分界面松动土压力；构建分界面上方砂卵石地层被动极限平衡状态下的土体被动破坏土压力计算模型，计算分界面被动破坏土压力；构建开挖面极限支护压力计算模型，计算开挖面极限支护压力；计算开挖面最优支护压力；计算得到考虑地下水的开挖面极限支护压力；确定开挖面支护压力控制原则，对盾构施工土仓压力进行设计和控制。本发明能够提高盾构施工安全性，为盾构施工土仓压力控制提供依据，降低土压平衡盾构施工对周围环境的影响，对于推进城市地铁建设有着重要的作用。