掘削渣土的高效排出是土压平衡式盾构机掘进所关注的重难点之一。砂卵石地层由于卵石含量高（含局部大漂石）、卵石抗压强度大且具有强渗透性，其渣土排放将面临磨耗高、排土困难、易诱发喷涌等难题。本项申请以探明砂卵石地层土压平衡盾构的排土机制为目标，采用理论分析与数值模拟研究轴式及带式螺旋出土器排土过程中渣土颗粒的流动规律，建立出土器内渣土颗粒运行轨迹及姿态的描述方程；采用排土试验研究排土过程中螺旋出土器渣土压力、孔隙水压力的沿程分布特性，探明渣土流塑性、抗渗性、螺旋出土器参数等因素对渣土压力、孔隙水压力沿程分布的影响；结合盾构机室内掘进模型试验和现场施工监测数据分析，提出满足砂卵石地层土压平衡盾构机高效掘进所需的渣土性能、推进速度、排土速度等排土参数。本项申请对于我国在砂卵石地层条件下的地铁建设和城市地下空间开发利用，具有重要的指导作用，并显得非常必要和紧迫。
