福州地铁二号线金山站地连墙深度达65m，面临砂层厚度大、临近建筑群施工环境要求高等工程难点。现有工程中，地连墙很少达到65m的深度，围护结构施工难度大、成槽难度高，既有抓斗作业方案、泥浆制备设计方法与泥浆成膜特性研究难以直接用于金山站大厚度饱和砂层超深地连墙工程。
　　本文基于该工程特点与施工控制要求，通过理论分析，考虑软硬土层界面相互作用，对槽壁水平向泥浆压力进行了计算，使用软件ABAQUS对计算进行了有限单元数值模拟的验证，通过开展泥浆配比与泥浆成膜实验对制浆材料与泥浆性质的关系、泥浆性质对泥浆成膜的影响问题进行了研究，基于饱和多孔介质中悬浮液渗透的变形-渗流-扩散三场耦合模型的泥浆渗透数值计算、对泥浆渗透特性与槽壁孔隙填充率进行了分析，根据试验结果对泥浆参数的选取以及成槽施工组织方案进行了设计，主要研究内容与结论如下：
　　1、总结了金山站超深地连墙成槽施工在槽壁稳定、成槽施工组织、泥浆配比与地层特性分析、抓斗施工组织匹配等方面存在的问题，对泥浆制备所面临的大厚度饱和砂层施作超深地连墙、软硬分层地层对泥浆比重的要求、新浆与循环浆液的技术指标三个技术难点进行了剖析。
　　2、考虑软硬分层土的界面相互作用，通过理论计算得到了金山站砂层-淤泥质土层界面处应力分布特征，结合数值模拟检验了理论计算的合理性，确定了金山站槽壁稳定所需的水平泥浆压力；考虑层面相互作用计算得到的泥浆压力较传统不考虑层面作用的压力要大，基于泥浆压力要求、得到了对应泥浆比重的建议初值(1.15g/cm3)，标准段、换乘段和端头井位置所得结果基本一致。
　　3、基于工程经济性和环境友好考虑，就地选择淤泥质土作为制浆材料，利用析因设计法设计了泥浆配比实验方案，根据试验结果分析了淤泥质土含量、膨润土含量分别对泥浆比重、黏度、失水量影响的三维特性图，可用于指导泥浆的制备。该三维特性图的优点在于不仅给出了特定比重条件下泥浆的多种配比组合，提高了制浆材料选择的灵活性；还在明确泥浆特性调整方向的前提下，指明了泥浆配比变化的方向。
　　4、通过调研国内外相关工程及文献，将泥浆比重和黏度对成膜影响试验中的泥浆比重设置为1.05g/cm3、1.12g/cm3、1.18g/cm3、1.25g/cm3四档，泥浆黏度设置为18s、22s、26s、30s四档。试验结果表明，最终滤水量随着比重的增大呈现先下降后上升的趋势但当泥浆比重超过1.15g/cm3时，泥浆成膜后的单位滤水量增大，说明形成的泥膜保水性能较差，其主要原因在于泥浆材料中淤泥质土比例的增加，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。在给定参数范围的泥浆成膜试验中，泥浆比重越大，黏度越高，泥膜形成时间就越短，泥浆成膜时的单位滤水量就越小。泥浆成膜形态一般为渗透~泥皮型。随着泥浆比重增加，泥膜厚度增大，相应地泥浆的渗透距离减少，泥浆成膜形态也由渗透~泥皮型逐渐过渡到泥皮型。另外，文中实验条件下，泥浆的黏度增加对泥膜的厚度改变不大。
　　5、基于既有的饱和多孔介质中悬浮液渗透的变形-渗流-扩散耦合模型，结合金山超深地连墙工程，进行了有限元数值模拟，分析了泥浆渗透特性与槽壁孔隙填充率。结果表明，随着成槽深度的增加，浆液浓度的扩散距离逐渐加大。在卵石层中，边界上的泥浆压力较大，渗透系数较大，浆液容易向地层中渗透，泥浆护壁容易形成；而在淤泥质土层中，由于淤泥质土层渗透系数小，浆液向地层中渗透困难，泥浆颗粒直接在泥浆槽壁上堆积，泥浆护壁形成的更快；浅层为中粗砂层，由于泥浆压力较小，泥浆渗透距离较短，泥浆比重小于1.15g/cm3时泥浆在地层中渗透速度更快、地层被泥浆颗粒迅速填充、槽壁上颗粒沉积而形成泥浆护壁，泥浆比重大于1.15g/cm3时泥浆以更快速度填充地层、但渗透距离反而较短、甚至直接在槽壁上形成泥浆护壁。
　　6、基于以上研究，兼顾绿色环保和工程经济性，给出了适应福州中粗砂地层的优化泥浆配比方案，新浆比重为1.05g/cm3，循环浆液比重为1.15g/cm3；得到了对应的成槽作业方案和循环泥浆质量控制流程与经济性指标。