以武汉市轨道交通六号线一期工程第三标段项目江城大道站-老关村站区间的土压平衡盾构施工区间为依托,针对区间遇到的不良土层的施工影响问题,开展土性泡沫剂改良及其对盾构施工的影响效果研究。论文通过开展不良土层的室内基本物理力学特性与强度试验,研究土体的不良力学特性;通过采用泡沫添加剂进行改良试验,开展了泡沫改良角砾和粘土的流塑性试验,提出了泡沫剂特性指标量化标准和以塌落度值为评价标准的不良地质体改良方法;在此基础上对土压平衡盾构施工的现场开展了应用分析,研究了盾构施工参数和泡沫添加剂之间的关系,有效验证了室内试验结果的合理性。通过本文研究得到以下主要结论:(1)影响泡沫剂气泡衰变的主要原因为半衰期和膨胀率,提出了泡沫剂质量评价的实验室量化指标,即泡沫剂所生成的泡沫在常压下3min内消泡率不大于10%,且半衰期大于等于5min,同时泡沫发泡率膨胀率大于等于8倍,针对本研究的对象“江城大道站-老关村站区间”的不良土层泡沫改良剂的合适配比为3%~5%;(2)泡沫能显著增强角砾和粘土的流塑性,含水率是影响角砾粘土塌落度值的关键因素,提出了针对依托工程的改良土流塑性的实验室标准,即塌落度值范围为11~15cm。(3)采用室内试验提供的泡沫剂配比,开展了土压平衡盾构现场施工应用,综合分析了盾构施工现场监测参数与泡沫剂间的关系,给出了依托工程土压平衡盾构施工时泡沫剂的使用参数,即浓度为3%,掺入比在30%~40%。