在泥水盾构的实际施工中,如何维持开挖面稳定性可以说是整个施工中的重中之重。本文依托济南济泺路穿黄隧道,针对泥水盾构在透水砂层中的开挖面稳定性问题进行研究。文章通过理论分析、室内试验以及数值模拟等研究方法,系统研究大直径泥水盾构的开挖面稳定性机理,地层及泥浆性质对于开挖面成膜的影响以及泥水盾构开挖面失稳特征试验,并结合数值模拟进行分析,最终得出泥水盾构在砂土地层的开挖面失稳规律并输出开挖面出现失稳的临界支护比。主要研究内容及成果如下:（1）针对大直径泥水盾构,从泥水盾构工作基本原理出发,引出泥浆成膜机理,并对影响泥膜质量的相关因素进行研究。进一步分析泥水盾构开挖面稳定机理,探讨泥水盾构开挖面失稳破坏模式以及泥浆压力与开挖面稳定的平衡性关系。（2）通过配置五种不同渗透系数的地层,依据现场的泥浆配比进行泥浆渗透性试验,探讨地层性质对于泥浆成膜的影响。并在其中一种地层进一步试验不同的泥浆配比在该地层中的泥膜成型效果,总结泥浆性质对于开挖面成膜的影响,并对后续的掘进试验输出合适的泥浆配比。（3）使用微型泥水盾构模型装置,结合流固耦合原理的相似理论,探讨泥水盾构在不同水头下的掘进、泥浆渗透、以及失稳后的开挖面前方的土压力,孔隙水压力,地表位移等的变化规律,并得出了泥水盾构在不同水头下的失稳破坏模式。（4）依托济南市济泺路穿黄隧道工程,对不同的泥水压力支护比条件下的泥水盾构在透水砂层下的开挖面稳定情况进行流固耦合数值模拟分析。分析不同支护比下的孔隙水压、水体渗流、土体应力、开挖面位移变化。并得出泥水盾构开挖面失稳的临界支护压力比,揭示泥水盾构开挖面破坏机理。