近年来,随着我国城市地铁建设的迅速发展,盾构施工法作为一种安全高效的隧道挖掘技术得到了广泛的应用。其中土压平衡式(Earth Pressure Balance,简称EPB)盾构又以其技术及经济上的优越性,成为地铁施工技术的主流。我国幅员辽阔,地质条件错综复杂,EPB盾构适用的地层范围相对有限。使用泡沫进行土体改良的方法,大大扩大了EPB盾构的试用范围,现阶段日益受到重视,其应用范围和规模也越来越大。但是由于受到诸多因素的影响,对泡沫的研究大多集中在其基本性能方面。实际工程中泡沫的注入量主要是凭借现场工人积累的施工经验,因此泡沫注入量过多或过少的现象普遍存在,特别是对于复杂多变的复合地层,这种现象发生的可能性更大。考虑到施工安全与经济效益,笔者着手研究泡沫注入量的优化控制。主要做了以下研究：(1)查阅大量文献资料,借鉴现阶段泡沫法土体改良技术的研究成果,结合北方重工集团施工项目特点,研究制定试验方案。(2)均一地层条件下,处理收集到的现场数据(包括现场实验数据),研究泡沫注入量和掘进速度对刀盘扭矩的影响规律,建立泡沫对扭矩的影响模型,提出均一地层泡沫注入量优化控制方案。(3)复合地层条件下,针对泡沫对各掘进参数的影响,相应地对扭矩、推力、土压、刀盘转速等盾构机主要掘进参数进行分析；研究不同地质条件对盾构机掘进参数的影响规律,提出了基于盾构机掘进参数变化识别地层特性、控制泡沫注入量的优化控制方案。(4)引入人工智能理论进行泡沫注入量优化研究,针对深圳复合地层条件下盾构施工参数的样本,运用MATLAB平台,设计基于人工神经网络的盾构机泡沫控制优化程序。以千斤顶推力、刀盘扭矩、土压、刀盘转速、掘进速度等参数为输入,以泡沫注入量作为输出,实现多因素作用下EPB盾构泡沫注入量优化控制。