随着地铁建设规模不断增长，盾构法也越来越广泛地应用到地铁工程建设过程中。因地铁施工环境复杂，使得盾构掘进过程中存在大量的不确定性、容易遇到特殊地质条件。由于特殊地层地段的地层岩性、分布、厚度及性能变化较大，造成的刀具贯入度低、无法连续正常掘进等问题时常发生，甚至导致长时间停机，因而盾构时长明显增加，盾构施工效率显著降低，从而造成拖延施工进度、增加施工成本的不利局面。因此，如何科学分析特殊地质对盾构施工效率的影响，进而实施有效控制，确保施工计划的顺利完成，成为当前亟待解决的重要问题。
首先，本文运用统计学方法，分析地质条件、掘进参数以及盾构施工效率之间的逻辑关系，聚焦地质条件对盾构施工效率的影响机理，将地质条件量化为地层参数，并进一步筛选出关键的地层参数对盾构施工效率进行分析。
其次，以有效预测特殊地质条件下的盾构施工效率为目的，将模拟退火（SA）算法与最小二乘支持向量机（LS-SVM）相结合，利用SA搜寻LS-SVM的最优参数，并将筛选出的地层参数作为输入变量，建立盾构施工效率的预测模型（SA-LS-SVM）。在此基础上，分析由于盾构施工效率降低所引起增加的施工成本，并基于建立的盾构施工效率预测模型对增加的施工成本进行评估，从而从成本增加视角分析因效率降低对项目造成的影响程度。
最后，为进一步研究地层参数与盾构施工效率间的关联性，在建立的SA-LS-SVM模型的基础上，采用Sobol’法对关键地层参数进行全局灵敏度分析，以搜索影响盾构施工效率及施工成本的关键敏感参数，为采取预控措施提供依据。
论文选取武汉地铁A号线某特殊地质区间工程进行案例分析，结果表明：盾构施工效率预测模型的测试集平均相对绝对值误差为3.49%，增加的施工成本测算误差为-9.14%；地层参数间具有交互作用，各地层参数对盾构施工效率的全局敏感程度由高到低依次为：内摩擦角、泊松比、弹性模量、黏聚力、渗透系数。论文研究成果可为同类型工程盾构施工效率的预控管理提供参考。
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