西安市位于黄河流域中部的关中盆地，是由河流冲积和黄土风积形成的，地势平坦，基本地貌类型是河流阶地和黄土台塬。西安市地层主要由黄土地层和砂层构成，河流阶地和黄土台塬在西安市地铁建设中表现为黄土地层在上，砂层在下的特点。   西安地铁二号线是国内首条在黄土地质条件下修建的地铁隧道。因此湿陷性黄土对地铁施工存在有什么影响，怎样才能够很好的控制湿陷性黄土对地铁施工的影响，这些都需要对黄土的物理、力学性质进行研究与分析。由于黄土分布的区域性，国内外在黄土中进行土压平衡盾构隧道施工还未进行相应的分析和研究，其在施工中存在的问题具有一定的不确定性。西安市城市轨道交通规划的1、2、3、4、5号地铁线路都将经过黄土地层，研究在黄土地层中盾构掘进技术对整个西安地区乃至西部地区的地铁建设很十分有必要。   西安地铁建设中穿越砂层的情况也较为常见，由于砂层具有流塑性差、含水量高、标贯击数和渗透系数较大等特点，在盾构掘进的施工过程中，遇到了盾构掘进困难、土压平衡难以建立、地面沉降量大、盾构机姿态不易控制等技术难题。   通过对砂层工程地质特征的研究，揭示全断面砂层盾构隧道掘进地面沉降特点和规律，制定合理的土体改良方案和盾构掘进参数，对砂层盾构掘进技术进行深入研究。而且对盾构掘进技术的研究，有利于控制沉降保护周边环境和盾构施工安全，减少在全断面砂层施工中的摸索，提高盾构掘进的效率和质量，对于以后国内类似工程能起到指导作用。   主要研究内容：   （1）盾构机的选型；（2）土压平衡盾构机碴土改良技术试验研究；（3）土压平衡盾构机掘进全断面砂层时的施工参数；（4）土压平衡盾构机掘进黄土土层时的施工参数；（5）土压平衡盾构机掘进全断面砂层的适应性改造；（6）土压平衡盾构机掘进时周围变形规律、预测模型及其控制技术。   主要研究方法：（1）理论研究；（2）碴土改良正交试验与现场试验研究；（3）施工现场试验与监测。