为揭示泥水盾构开挖面泥浆成膜规律，以青岛地铁8号线泥水盾构掘进的跨海区间为工程背景，阐述不同级配下泥浆的渗透成膜过程，分析高聚物、处理剂作用下3种泥膜形成机理，并结合特定砾砂地层设计成膜装置，采用控制变量法开展室内试验，选用2种粒径细砂调节泥浆级配，分析不同掺量制浆材料（NSHS-3）作用下的泥浆性质。试验结果表明：与粒径小于0.01mm的细砂相比，粒径小于0.25mm的细砂形成的渗透带抓抱效果较好且更适配砾砂地层。地层的颗粒级配相同时，泥浆黏度越高，其稳定性越高，泥膜容易形成且厚度较薄、质密、滤水量低，但添加剂过量会引起部分土颗粒聚沉，未加压时便附着在开挖面，进而堵塞盾构管道运输系统，泥膜稳定性较差且造成资源浪费。B6号泥浆加压过程中滤水清澈，滤失量较小，形成的“泥皮+渗透带”型泥膜强度较高，能保证开挖面稳定且絮凝较少，经济性较好。研究结论为类似地层泥水盾构施工改良提供参考。