1）基于理论计算、数值模拟、现场钻芯及监测等手段，率先提出了“TRD+旋喷桩+降水井”加固特殊复杂地层的工法，深入剖析了其内在协同工作机理，建立了此工法在地铁端头加固区的通用理论分析模型及方法，提出并验证了一套特殊地层复杂环境下盾构始发、接收区域加固关键技术体系。

2）结合青岛地铁1号线汽流区间工程施工中所面临的地下管网密集、上层建筑群特殊、地下水丰沛且埋深较浅、地质为破碎带、富水砂层及上软下硬等复杂环境，提出了以土体改良技术、渣土固化材料研发、袖阀管注浆加固等为核心的适应性极强的“软硬通吃、切换自如” 地铁盾构安全施工控制技术。

3）有针对性的认真研究项目所在地复杂地质情况，提出了以螺旋机结构优化方法、刀盘选型改良方法、轨枕及吊钩优化设计方法、管片存放支架新型结构研发、盾尾刷洞内更换新工艺、盾构机本体关键件部件优化方法等为核心的复合式盾构机选型方法及关键部件优化创新关键技术。

4）以青岛市地铁1号线最长机械作业区间和关键线路汽流区间为工程背景，提出了以地下高精度测量机器人应用技术、盾构陀螺定向仪使用技术、测量控制网布设技术、长区间单向绝境测控多方法校核方法等为核心的长区间地铁盾构单向掘进姿态控制及定向关键技术，确保了贯通误差仅19mm，实现了与设计洞口精准对接。