随着城镇化进度的不断加快,城市路面交通网拥堵问题日益显著,我国各大城市都在有条不紊的进行地铁建设。济南市作为山东省政治中心,人口密集、私家车数量众多,导致交通出行效率降低,因此,进行地铁工程建设已经迫在眉睫。而济南市地质条件较为复杂,地层软硬不均、岩溶裂隙发育以及地下水位高等问题显著,造成施工难度增加、安全降低。本文以济南地铁2号线为工程背景,通过走访调查、数值模拟、现场试验等方法,主要对以下三种复杂工程地质段进行工程技术研究:一、穿越上软下硬地层,重点研究盾构开挖掌子面顶推力控制技术;二、穿越溶洞密集区,重点研究盾构掘进过程中溶洞对隧道围岩稳定性的影响;三、穿越泉脉发育区,研究车站基坑开挖过程中,如何合理实施降水回灌技术及区间盾构密封技术。主要成果如下:（1）选取里程CK17+120～CK18+230段进行地铁穿越上软下硬地层研究,通过调查、收集、整合地层信息,建立三维数值模拟模型。结果表明:由软入硬地层,地表沉降分别增大4.2%、8.7%、11.7%、16.7%。分析认为:由于掌子面上部顶推力减小,使得对软岩的约束力减小,导致土层位移过大,地表沉降不断增大;由硬入软地层,地表沉降分别减小1.26%、1.74%、2.28%、2.90%,分析认为:在由硬入软的过程中,掌子面下部的顶推力不断增大,同时软岩比例越来越大,导致掌子面下部的顶推力对软弱围岩的约束力逐渐增大,地表沉降逐渐较小。（2）通过模拟分析,为盾构在上软下硬地层施工过程中对掌子面顶推力提供技术指导。当由软入硬地层时,要适当减小掌子面下部分顶推力,增大掌子面上部分顶推力,有利于控制地表的沉降;当由硬入软地层时,要适当减小掌子面上部分顶推力,增大掌子面下部分顶推力,有利于控制地表的沉降。（3）选取里程CK18+850～CK19+390段进行盾构穿越溶洞密集区研究,结果表明溶洞存在对隧道开挖围岩塑性区有增大趋势。借助有限元模拟溶洞对隧道开挖的影响范围,在溶隧距离为3m时,溶隧之间塑性应力云图没有发生贯穿,认为溶洞在该距离下是安全的,确定溶洞处理范围为d=3m。采用水泥-水玻璃（CS）浆液进行注浆,针对注浆材料最佳配比,开展溶洞注浆试验研究,确定注浆材料的水灰比为1.0:1,水玻璃浓度为30°Be’,进行注浆效果验证,达到预期效果。（4）以凤凰路地铁站为工程背景,开展基坑降水回灌技术试验研究,通过现场抽水试验,确定本区域水文地质参数,即k=83.56m/d、Q=3630.4m~3/d;探究了基坑内外水力联系,止水帷幕效果显著;优化了抽水、回灌方案,对稳定地下水位,保护泉脉稳定具有重要作用;对盾构进行了密封处理,降低发生涌水风险。