泥水平衡盾构具有优良的压力控制模式和广泛的土层适应性等特点，大量应用于高渗透性地层和过江隧道。泥水平衡盾构以泥浆支护隧道开挖面，通过配制与地层相匹配的泥浆，在开挖面上形成微透水的泥膜，将泥仓压力转化为支护压力，从而维持开挖面的稳定。若泥浆性能和地层不匹配，则泥浆颗粒易穿透地层孔隙而无法及时形成有效支护压力，进而导致开挖面前方土体失稳、引起地表沉降甚至发生坍塌。
　　本文以福州地铁泥水平衡盾构全断面穿越中粗砂层掘进为工程背景，研究稳定掘进面的泥膜保障技术。首先，根据试验段泥浆仓压力及地表沉降检测数据确定了适合砂层掘进面泥浆压力的计算方法、计算得到金山~金祥~宁化区间的泥浆仓压力控制范围；其次，根据泥浆压力范围开展泥浆配制实验，分析了制浆材料对泥浆性质的影响，开展泥浆成膜室内试验分析了不同泥浆比重和黏度下试验的单位滤水量、成膜时间和泥膜形态；最后，分析了泥仓压力和含砂率对泥浆成膜的影响。取得了以下研究成果：
　　(1)针对淤泥质土作为制浆材料，给出膨润土、淤泥质土和CMC变化对泥浆比重、黏度滤水量的影响特性，膨润土对泥浆黏度和比重影响显著，淤泥质土对泥浆比重影响显著，CMC对泥浆黏度影响显著，研究结果可用于指导泥浆的制备。
　　(2)开展了泥浆比重和黏度对成膜性能影响的试验研究。结果表明，最终滤水量随着比重的增大呈现先下降后上升的趋势、随着黏度的增大呈现下降的趋势；黏度对泥浆成膜的影响小于比重对泥浆成膜的影响；采用多组分泥浆进行泥浆成膜试验所得最终滤水量小于采用纯膨润土泥浆的结果，多组分泥浆效果较优。
　　(3)在中粗砂地层中，泥浆成膜形态一般为渗透~泥皮型。泥浆比重增加，泥膜的厚度随之增加，泥浆的渗透距离随之减少，泥浆成膜的形态也由渗透~泥皮型逐渐过渡到泥皮型。另外，在文中实验条件下，泥浆的黏度增加对泥膜的厚度改变不大。
　　(4)进行了考虑含砂率的泥浆成膜试验。结果表明，含砂率在9%~16%左右的泥浆泥膜，形成时间短，泥膜质量高；当含砂率大于20%时，泥浆中细砂粒对泥浆成膜起负面作用。
　　(5)基于以上研究、兼顾绿色环保和工程经济性，利用现场淤泥质土作为制浆材料之一时，给出了适应福州中粗砂地层的优化泥浆配比方案，泥浆最优比重在1.15g/cm3左右，黏度在26~30s，建议配比为膨润土∶淤泥质土∶CMC∶水=80∶600∶2∶1000。最后，给出了福州现场泥水平衡盾构对应的施工工艺和流程。