在长距离、大埋深、软硬不均、软硬交替等复杂地层中，单一模式的盾构设备很难兼顾地层参数差异显著的混合地层，有鉴于此，双模式盾构应运而生。双模式盾构可根据施工过程中的地质条件进行模式切换，在降低施工风险的同时，极大地提升施工进度，有效解决复杂地层区间隧道盾构选型困难的问题。
　　本文依托南宁地铁5号线五~新区间隧道工程及深圳地铁14号线布~石区间隧道工程，综合采用了资料调研、理论分析、数学模型、数值仿真和掘进试验的方法。建立了双模式盾构选型方法，并对区间隧道双模式盾构选型适应性、模式转换位置、掘进适应性展开深入研究，主要研究工作及研究成果如下：
　　(1)通过系统资料调研，对比分析了机械开挖工法、非机械开挖工法的适应性及优缺点，确定了双模式盾构工法在地铁区间隧道建设中的应用市场，论述了不同类型双模式盾构的工作原理及地层适应性。
　　(2)基于单模式盾构选型依据，提出了考虑地质条件、工期、造价、环境等多方面因素的多模式盾构选取原则，建立了基于工期、造价的单模/双模选取等式关系，确定了双模式盾构选取的长度方向地层比例及模式转换下限长度。
　　(3)基于双模式盾构选取原则，建立了盾构模式适应度、TBM模式适应度评价模型及评价指标体系，采用层次分析确定了指标权重，并应用于南宁地铁5号线五~新区间及深圳地铁14号线布~石区间，对评价结果进行了验证。
　　(4)基于流固耦合计算原理，建立了盾构隧道管片施工期数值模型，分析了土压平衡盾构在不同地层条件下掘进的掌子面稳定性，探明了渗透系数、地下水位对拱顶下沉、掌子面挤出位移、渗流量的变化规律，建立了施工安全、成本最优的多目标优化模型，确定了土压/泥水双模模式转换的合理位置。
　　(5)基于现场掘进试验，考虑了不同地层条件、不同掘进模式，分析了掘进参数、能耗参数的纵向变化规律，揭示了泥水盾构及土压/泥水双模、土压盾构及土压/TBM双模的掘进适应性，采用多元线性回归得到了掘进效率与刀盘扭矩、刀盘转速、总推力的线性拟合公式，给出了掘进参数合理控制值。