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埋深是地铁工程建设中的一个重要技术指标,地质环境是地铁隧道赋存的物质基础。在力学特征差异显著的土岩二元地层分布条件下修建地铁地下线,将地铁隧道置于下覆坚硬岩层中并保持合理覆岩厚度,可大幅减少工程辅助措施,灵活选择开挖方法、节约建设成本、降低施工风险和施工难度等诸多优势,然而关于地铁隧道合理埋深问题至今尚无统一的认识和标准。随着我国青岛、大连、厦门等基岩埋深较浅城市的地铁建设大规模展开,开展土岩二元地层地铁隧道合理埋深研究具有重大的现实意义和理论价值。本文紧密结合青岛地铁工程建设实践,以地铁3号和2号线为依托,综合运用统计分析、理论分析、数值计算分析、工程现场实测数据反馈分析等多种方法,对土岩二元地层地铁合理埋深问题进行深入研究。得到如下主要结论和研究成果:（1）根据青岛地铁49.2km线路沿线地层厚度特征及物理力学参数统计分析,结合现场调研,将第四系地层和强风化岩层归结为软弱土层,中风化和微风化岩层归结为坚硬岩类,从而将地铁沿线地层分布概化为土岩二元地层结构分析模型,并构建了符合青岛地铁沿线地层分布特征的土岩二元地层结构空间分布图。（2）提出地铁沿线地下空间稳定性区域划分的概念,系统分析了软弱土层厚度和开挖跨度对隧道稳定性区域分布的影响,并构建了符合青岛地铁沿线地层分布特征的地下空间稳定性难易区域空间分布图。青岛地铁沿线地下空间稳定性难易区域分界埋深整体较浅,平均11.8m,其中50%处于11.7m以内,80%处于17.3m以内,90%处于20.0m以内,95%处于23.0m以内。适当设置地铁隧道埋置深度,可将大部分地铁线路置于地质条件良好的地下空间稳定性易区域,避开地质条件较差的稳定性难区域。（3）提出土岩二元地层地铁隧道围岩自稳最佳覆岩厚度Hropt和最小覆岩厚度Hrmin两个概念,深入探讨了不同软弱土层厚度下单洞单线区间隧道、单洞双线区间隧道、单拱大跨车站隧道和超大跨隧道4种断面型式的地铁隧道Hropt和Hrmin的变化特征;指出土岩二元地层地铁隧道围岩自稳合理埋置深度应置于Hrmin和Hropt量值之间,并构建了青岛地铁沿线隧道围岩自稳合理埋深空间分布图。青岛地铁沿线满足最佳覆岩厚度要求的埋置深度平均19.5m,其中50%处于19.0m以内,80%处于28.0m以内,90%处于33.0m以内,95%处于36.2m以内;满足最小覆岩厚度要求的埋置深度与地铁沿线稳定性难易区域分界深度基本一致。（4）青岛地铁暗挖车站建设成本一般977818277万元/座,平均13637万元/座,区间建设成本一般7.914.0万元/正线双延米,平均10.66万元/正线双延米。地铁车站主体和区间隧道由上覆软弱土层进入下覆坚硬地层时,建设成本突降。覆岩厚度是衡量上软下硬土岩二元地层地铁隧道建设成本的有效指标。土岩二元地层地铁隧道置于岩层中并满足围岩自稳要求的最小覆岩厚度时的埋深即为成本最优合理埋深。（5）结合青岛地铁3号和2号工程实例,构建了2条地铁线路沿线施工安全风险等级空间分布图,并深入探讨了2条地铁线路高度、中度、低度风险段长度比例及其随埋深变化特征。地铁3号线沿线低度、中度和高度风险段落长度分别占线路全长的60.42%、1.29%和38.26%,线路埋深由设计位置增加6m和10m时,低度风险段落长度比例分别增加至81.90%和93.72%,相应地,高度风险段落长度比例减少至17.24%和5.89%。地铁2号线沿线低度、中度和高度风险段落长度分别占线路全长的65.10%、2.69%和32.21%,线路埋深由设计位置增加6m和10m时,低度风险段落长度比例分别增加至82.24%和93.36%,相应地,高度风险段落长度比例减少至16.87%和5.05%。适当增加青岛地铁线路现有设计埋深,可大大降低隧道开挖地质风险,提高安全经济综合效益,实现又好又快地铁工程建设目标。