随着中国城市化进程的不断加速,中国地下工程的发展驶入“快车道”,盾构法具有施工速度快、对环境扰动小等多种优势,常被城市地下工程所采用。目前己投入使用的盾构项目中,使用泥水平衡盾构施工方法的工程很多。如何确保泥水盾构开挖面的安全稳定,减小施工扰动给城市建设造成的影响是目前盾构法施工领域的一项难题。因此,对泥水平衡盾构的开挖面稳定性问题的研究具有重要的意义。本文以南宁地铁三号线一期工程青市区间泥水盾构开挖工程为依托,采用模型试验、数值模拟和理论分析相结合的方式,根据工程实际情况,围绕圆砾地层中泥水盾构开挖面主被动破坏模式进行系统研究,并对影响开挖面稳定性的参数进行了分析。主要研究及工作成果如下:（1）基于现场调研结果,以工程中的地层渗透系数、岩土颗粒组分、泥水盾构施工特点及依托工程实际条件,对泥水平衡盾构进行了适应性评价。对开挖工程主要穿越的地层进行了施工风险分析。结果表明:南宁地铁三号线青市区间采用泥水平衡盾构进行施工是较为适宜的。在工程主要穿越的三类地层中,全断面圆砾地层中的施工风险最大,提出六项针对性控制措施,以保证施工时的安全稳定。（2）依据工程条件及相似理论,设计完成了不同覆跨比条件下的圆砾地层开挖面主动破坏模型试验,研究了不同覆跨比条件下的泥水盾构开挖面稳定性问题。试验中分析了覆跨比对开挖面主动破坏极限支护力大小及地表沉降值量影响。通过对开挖面前方土体应力变化规律的分析,发现圆砾地层中泥水盾构开挖面主动破坏遵循渐进的破坏模式,前方土体由局部松动逐渐发展为整体破坏,在破坏区不断向上发展的过程中,土体内部伴随着土拱的不断形成、发展与破坏。（3）在开挖面主动破坏模型试验的基础上进行调整,设计完成了不同覆跨比下开挖面被动破坏模型试验,研究了泥水盾构特有的泥舱压力过大造成的开挖面泥水被动破坏模式。试验中分析了覆跨比对开挖面被动破坏极限支护力及劈裂破坏形态的影响,结合开挖面前方的土孔压力变化规律,发现泥水盾构在开挖面被动破坏的过程中将历经动态平衡、泥膜劈裂及劈裂贯通三个阶段,其实质是泥水劈裂泥膜进而劈裂地层并且向上发展延伸的过程。（4）采用FLAC3D有限差分软件对开挖面的破坏进行数值模拟,并与试验所得结果进行对比分析。通过土体塑性区发展规律、开挖面及地表位移规律和模型应力场分析,对开挖面破坏模式进行了验证。（5）采用数值模拟的方法,以依托工程典型工况为基础,对比分析了隧道埋深、水头高度、土体性质及泥浆性质对开挖面稳定性的影响,并以开挖面位移为参考变量,基于灰色关联法进行了因素敏感性分析,结果表明:隧道埋深、水头高度、土体内摩擦角为开挖面稳定性主要敏感因素,而开挖面泥浆支护压力梯度及土体黏聚力为次要敏感因素。