深埋长隧道TBM施工关键问题探讨_周建军
TBM隧洞掘进施工安全管理现状及对策
TBM隧洞掘进施工安全管理现状及对策摘要：进入本世纪来，我国交通事业飞速发展，由于我国地质条件所限，高速公路及铁路建设过程中，隧道施工在所难免。
TBM隧道施工，作为掘进作业的核心技术，已经普遍应用与隧道施工中。
施工安全是施工过程中最重要因素之一，做好TBM隧洞掘进过程中的安全管理工作，对发生的各类安全隐患事故提前预防可最低限度降低生命及财产损失。
本文首先总结和分析了TBM隧洞施工中存在的安全和风险要素，然后针对每类安全隐患，进行了总结。
关键词：TBM；隧洞；安全1 引言TBM 隧洞施工是以掘进作业为核心，以掘进、支护、出渣运输为主要作业，通风、供电、供水、排水等为辅助作业进行的。
它具有并行性、协调性、连续性和密集性等特点，这决定了TBM 施工组织管理技术上的特殊性。
TBM 施工速度快、质量好，投入其中的劳动力也不大，而且优化了地下作业的环境，但TBM 前期配套工程项目较多，工程数量较大，因此我们要因地制宜，对影响TBM 施工的因素通盘考虑，做好具体的现场施工安全管理工作，使得TBM 隧洞施工中达到最优。
2 TBM 隧洞施工安全TBM 作为常用的隧道施工设备，能够为地下空间的开发与利用提供先进的技术与装备支持，但其面对众多潜在的风险，如果处理不当，会带来严重的后果。
开敞式TBM 存在的常见风险有：易坍塌、立拱及回填量大、撑靴及拱架失效、易造成设备及人员伤害等，引发TBM 施工风险的因素主要有：地质的复杂性、TBM 的适应性、人认知的局限性和责任性、方案和措施的不合理性等。
可归纳为“地质风险、设备风险、人为风险”，据相关数据统计，其所占比例分别约为40%、30%和30%。
2.1 地质安全详细、可靠的地质资料是TBM 工程成功的基本条件，对项目采用TBM 施工的可行性、TBM 的选型、TBM主要参数的设计、辅助施工设备的选择和应急预案的制定等方面都有着重要影响，直接决定了工程的成败。
TBM 施工的主要地质风险可分为4 类：1）大埋深、高地应力条件下岩爆及围岩大变形风险；2）破碎带、软弱围岩条件下坍塌风险；3）掌子面或周边围岩的渗漏水、涌水风险；4）瓦斯渗漏风险。
TBM在长隧道施工中存在的问题及发展趋势
２００６ ＮＯ．２ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 程 技 术火灾本层：各光标灯启动。
方向朝火警点的反方向闪动；各出口标志灯启动应急，关闭处于火警点的出口标志灯。
其他出口标志灯频闪，并语音广播。
火灾层上层：视火灾层火势、烟雾的具体走势而定。
在案例中，火警发生于楼道内，烟雾走向向右，因此火灾层右边的光标灯和出口灯就近指引，而上层右边的光标灯反向，出口灯关闭，因为该楼梯下面正是烟雾蔓延区。
火灾层的下一层及地下层：按默认方式启动应急，即启动应急各出口标志灯及其语音，疏散光流灯、可调向疏散指示标志灯就近指引。
所有底层设备都受控于中央主机，其工作状态，应急方案显示在操作界面上并记录于数据库中，异常状态有声光报警，同时打印输出。
６．结束语我们相信上述系统在具体应用中会不断地推陈出新，顺应市场和迎合客户的需要，凭借其自身的高端品质和开放的技术平台，实施针对每个工程的个性化设计，依据系统自身突出的网络优势和无限拓扑的特点，应用于各类建筑工程项目。
当然，随着科技的进步，建筑的新要求，在这一逃生领域中，还需在智能消防应急照明疏散指示逃生系统上做不断的完善，使其在火灾时发挥更大的作用。
参考文献［１］ 建筑设计防火规范（ＧＢＪ１６－１９８７）． 北京：中国计划出版社． １９９７［２］ 火灾自动报警系统设计规范（ＧＢ５０１１６）． 北京：中国计划出版社． １９９９［３］ 智能建筑设计标准（ＧＢ／Ｔ５０３１４－２０００）． 北京：中国计划出版社． ２０００隧道掘进机英文名称是Ｔｕｎｎｅｌ Ｂｏｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ，简称ＴＢＭ。
隧道（洞）长度过长时，用常规钻爆法进行隧道施工将需要相当长的工期，隧道掘进机法施工则适合长隧道施工的需要。
根据国外实践证明：当隧道长度与直径之比大于６００时，采用ＴＢＭ进行隧道施工是经济的。
ＴＢＭ法与钻爆法相比，其主要优点是掘进速度快，所以配套系统是满足连续快速掘进的关键因素，其运输布置、运输能力、供水、排水流量、通风方式及风压、风量以及喷锚、混凝土管片安装、豆砾石喷射、回填灌浆的速度，必须与掘进速度相匹配。
深长隧道TBM卡机致灾原因分析及脱困措施
深长隧道TBM卡机致灾原因分析及脱困措施发表时间：2019-07-24T11:00:50.773Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：任力强[导读] 摘要：山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工，隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂，TBM在不良地质段极易发生卡机灾害。
山西省中部引黄水务开发有限公司摘要：山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工，隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂，TBM在不良地质段极易发生卡机灾害。
本文以山西中部引黄工程TBM 2标的卡机问题为例，对现场卡机类型及原因进行了分析，并提出了针对不同卡机形式的脱困措施，最后又给出了预防卡机灾害的建议。
关键词：深长隧道；TBM；卡机类型；脱困措施1 引言全断面隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，TBM）工法掘进施工在工期、造价、技术等方面具有显著优势，无论从缩短建设周期、保护环境，还是从控制造价考虑，TBM都是修建深长隧道的最佳选择。
然而当深长隧道TBM掘进施工遭遇断层破碎带和软弱岩体等不良地质时，由于隧道开挖引起围岩应力重分布作用导致围岩承载失效而发生塑性挤压变形，极易导致TBM发生卡机灾害，威胁到TBM设备和施工安全，造成重大经济损失[1]。
本文在查阅国内大量资料后，分析了TBM卡机类型，并以山西中部引黄工程TBM 2标卡机事故为例，给出现场卡机类型，并对卡机后的处理措施进行分析研究，结合隧道卡机段治理方案方案，对预防治理卡机提出自己的建议。
2 工程概况中部引黄工程是山西大水网建设重要骨干工程之一，位于黄河流域吕梁山境内，隧洞总长385km，自黄河取水，设计取水流量23.55m3/s，年供水量6.02亿m3[2]。
其中总干渠3号隧洞穿越黑茶山自然保护区，最大埋深610m，分别设置进洞支洞与通风洞，其中TBM 1标进洞支洞长5.3km，主洞掘进长度为21km；TBM 2标进洞支洞长3.6km，主洞掘进长度为20.3km。
深埋长隧道TBM施工关键点分析
深埋长隧道 TBM施工关键点分析摘要：对现阶段的施工实践进行分析会发现，深埋长隧道的开挖会受各种因素的影响，比如水文状况、温度情况以及地形因素等，所以在施工实践中需要基于多种因素的综合考虑做技术选择和应用。
就当前的施工实践来看，在综合考虑各要素的基础上，具有先进性和应用推广价值的技术是TBM技术，所以对TBM技术的施工利用做分析讨论有突出的现实意义。
总的来讲，任何施工技术的使用都有关键内容和需要注意的事项，因此文章对深埋长隧道TBM施工的关键点做分析，旨在指导施工技术的具体利用。
关键词：深埋长隧道；TBM施工；关键点在工程实践中，要准确的把握深埋长隧道的特点才能够做好施工分析与规划，这样，长隧道的整体施工实效才会更加的突出。
从目前的分析研究来看，深埋隧道和浅埋隧道的区别在多个方面有所体现，其中最为显著的便是进行开挖后，两者存在着不同的力学特点。
其中浅埋隧道的力学特点是完成建造之后隧道会承受所有的覆盖在隧道上的土层压力，而深埋隧道的力学特点是并不承受所有土层压力，只是会承受其中一部分土的压力。
力学特点的差异会影响具体施工的方式方法以及技术，所以在深埋长隧道力学特点认知的基础上总结并应用科学的施工技术于施工质量提高帮助巨大。
1.TBM技术概述在深埋长隧道的具体施工中要使用TBM技术，并实现该技术关键点的分析与控制，必须要对该技术有全面的分析与了解。
就目前的分析来看，TBM是Tunnel Boring Machine的首字母缩写，其指的是全断面隧道掘进制机[1]。
就施工实践来看，这种机械在目前隧道施工中的应用具有广泛性，其能够实现掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，而且此种设备是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工[2]。
现阶段，我国交通工程中的大型深埋隧道施工，利用的都是此种机械。
长距离输水隧洞施工中的关键问题及应对措施
长距离输水隧洞施工中的关键问题及应对措施摘要：长距离输水隧洞施工是现在社会中常见的一种施工方式。
工作人员需要做好施工的控制工作，从实际情况着手，明确隧道施工的各项关键要点，优化施工控制，明确施工的类型，保证工程能够顺利推进。
相关的施工单位要把控好每一道工序的施工要点，结合实际情况能做好优化施工，保证工程推进有足够的专业性。
与此同时，相关单位的工作人员还需要注意从实际情况出发，做好安全设置，及时检查施工的安全性，做好地质监测，保证施工环境的稳定性。
笔者结合大量资料，在本文中施工的相关内容展开讨论，希望能对行业发展有所帮助。
关键词：长距离输水隧洞；施工；关键问题；应对措施引言长距离输水隧洞会随着施工深度的不断加深，而面临到越来越大的难题。
所以相关工作人员要能够从实际情况出发，把握好施工的要点，做好重点的控制，才能使施工按照预期顺利推进。
施工单位要从每一道工序着手做好优化工作，结合工程的具体情况来工作的把控。
1长距离输水隧洞施工技术分析1.1全断面开挖光面爆破在进行隧道开挖的时候，可以合理的使用光面爆破来展开工作，使用新奥法理论来进行指导施工。
开挖石方爆破非常重要，其实际效果决定了隧道开挖质量的高低。
爆破可能会引起超欠挖的情况，施工单位要尽可能减少超欠挖量，合理采取一系列措施来做好控制。
如果出现了超挖，会导致多渣的情况，并且一些超挖的地方还要使用混凝土来进行回填，浪费大量的材料和设备，延长工期，让后续施工无法顺利推进，影响整个工程的进度。
要控制超欠挖的量，施工人员在设计光面爆破的时候可以合理的采用直线形槽来进行设计，在开挖轮廓线周边合理布置。
光面爆破后，隧洞轮廓线圆滑保存率可以达到80%，实际应用效果比较良好。
1.2洞内出渣施工单位从实际情况出发来控制工序，给出科学合理的方案来进行出渣。
出渣过程中，一定要注意控制速度，降低出渣的时间。
要能够从实际情况着手来增加运输汽车的数量，以此来保证整个出渣工作的效率。
深埋长隧道TBM施工关键问题探讨_周建军
图 1 初衬+二衬+钢拱架+锚杆等支护方式 Fig.1 Traditional supporting way (initial lining and second linging and steel arch and bolt)
国内外多处深埋长隧道中发生过支护失效等 事故， 见图 2。 阿尔贝格隧道 （Arlberg） 长 13.98 km， 最大埋深 740 m，初始地应力为 13 MPa，围岩为千 枚岩、片麻岩、含糜稜岩的片岩、绿泥岩等。隧道 在施工过程中产生了 20～35 cm 的支护位移，变形 初速度达到 4 ～6 cm/d ，最大达 11.5 cm/d 。Tauern 隧道全长 6 400 m，埋深 600 ～1 000 m，在施工过 程中产生 50 cm 及 120 cm 的位移变形， 最大位移速 度达 20 cm/d。
[5 － 8]
同时，技术已经比较成熟，施工经验丰富，已形成 科学完整系统的施工工艺，且成本较低。但钻爆法 存在掘进速度慢，施工工序繁杂，各工序干扰影响 大，不利于围岩稳定，超欠挖现象严重，断面不规 整，容易诱发冲击地压、岩爆、片帮等灾害，工人 劳动强度大、安全性差、施工质量差，工程质量控 制难度大等问题。 针对支护形式广泛采用管棚 +锚杆+注浆+钢拱 架+ 喷混凝土等联合支护体系，对软弱地层施作超 前小导管支护，由高强度预应力锚杆、锚索及注浆 手段对破碎围岩加固，封闭 U 型钢拱架、可缩性支 架、衬砌、钢筋网等若干种支护形式组成高强联合 支撑，如图 1 所示。然而，多重高强联合支护形式 也很难满足深埋长隧道高地应力开挖损伤和开挖动 力破坏（如岩爆和应力性坍塌等）的控制要求。
在深埋长隧道开挖过程中特殊的工程地质环大不利于围岩稳定超欠挖现象严重断面不规境对隧道的设计与施工围岩稳定性分析具有重要整容易诱发冲击地压岩爆片帮等灾害工人影响许多专家针对深埋岩体提出了不同的研究思劳动强度大安全性差施工质量差工程质量控路和观点推动了深埋长隧道安全优质高效的制难度大等问题
深部复合地层隧道TBM施工风险与设计制造关键技术-PPT精品文档
高水压地下硐室开挖工程危害
涌水事故频发，伴有涌泥、涌 砂，淹没坑道、冲毁机具； 地面沉降、甚至塌陷； 水资源减少和枯竭, 水质污染； 施工被迫中断,重大人员伤亡。
盾构及掘进技术国家重点实验室
（三）高地温
高地温的定义：温度大于28℃ 地温随深度增加而增大，地下硐室随开挖深度增大而 高温热害问题加剧。高地温问题已成为隧道工程、采 矿工程及其他地下工程常见的地质灾害问题。
盾构及掘进技术国家重点实验室
（三）高地温
各地区地温值及梯度各异，主要取决于区域气候、区域地 质构造、地壳深部结构、岩浆作用及构造活动。
高地温致灾机理
1、高温改变岩石力学性质 2、温度变化引起温度应力，即岩石热应力效应 3、温度引起工作人员不适、机器故障
国内外部分隧道的地温值 国名 日本 瑞士 美国 中国 意大利 隧道名称 安房公路隧道 Simplon 特科洛特公路隧道 齐热哈塔尔引水隧道 亚平宁铁路隧道 长度/km 最大埋深/m 温度/℃ 4.35 19.731 6.40 15.63 18.518 700 2140 2287 1700 2000 75 55.4 47 75 63.8
9 10 11
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盾构及掘进技术国家重点实验室
预计未来5~10年内，将会有越来越多的矿井进入超千 米深部开拓开采阶段，我国也将成为世界上资源开采 深度最大的几个国家之一，深部巷道的掘进比例将会 大幅度提高。目前煤炭开采埋深超1000m的隧道每年 有2200km。
（一）深部复合地层TBM施工的必然趋势
深部复合地层隧道TBM施工风险
与设计制造关键技术
周建军 盾构及掘进技术国家重点实验室
盾构及掘进技术国家重点实验室
引 言 深部复合地层地质特征
超长隧洞TBM施工关键技术分析
超长隧洞TBM施工关键技术分析摘要：我国目前的TBM施工技术无论是设计还是施工方面都正处于形成过程，尚属起步阶段。
本文以“引黄入晋”工程为例, 研究和分析了TBM适用条件、掘进参数确定和隧洞衬砌理论等，同时也对超长深埋岩石隧洞施工中采用TBM 技术的一些关键技术进行了介绍,可提供参考和借鉴给其它类似工程。
关键词：超长隧洞TBM施工关键技术1. TBM工程的建设条件对TBM进行拟采用施工的各类隧洞工程应根据TBM施工作业的特点,对影响布置TBM的使用寿命、围岩、排水和现场地形等基本条件进行考虑。
若存在富水洞段情况,应逆坡布置TBM、逆坡掘进,防止TBM设备在出现断电现象时被淹没以及其他人身事故；每台TBM在一般情况下的平均使用寿命约为20-25km，所以对TBM进行使用时,对其掘进长度应该留有余地；若局部洞段存在软土填充情况,应针对性的采取施工措施或预案；应尽量使进出口场地平坦和开阔, 具备对混凝土预制管片厂和生产生活营地进行布置的条件，同时也要满足TBM设备交通、出碴、进料、拆卸、安装的需要；对包括特殊地质和不可抗拒等其他因素进行考虑。
2.TBM施工的若干关键技术分析2.1 TBM掘进参数围岩强度和类型决定了TBM的掘进速度，如在引黄入晋工程强度适中的灰岩洞段,掘进速度可达 2.4-3.2 m/h，而在红粘土洞段,其掘进速度最多才达到仅5m/d。
因为TBM掘进时会遇到各种异性特征的岩石,所以掘进参数就呈动态变化。
故而在实际工程中若要采用TBM，就需对TBM的原始掘进纪录和管片类型、出碴性状、围岩特征与该岩石隧洞TBM掘进参数之间的相互关系进行查阅和归纳。
对TBM围岩特征、碴石性状、规范分类、围岩分级等指标的相互对应关系进行逐一的建立。
大致确定在不同围岩条件下TBM的掘进参数,当然在实际中，还要结合TBM对围岩和不同工程的具体反应,进一步完善和细化TBM掘进参数。
2.2 TBM在膨胀岩带的施工技术TBM施工受膨胀岩的影响主要体现在2方面: 第一, 衬砌管片受膨胀岩不均匀分布,围岩局部偏压、受力大的影响,容易破坏、失稳和变形；第二, TBM护盾和刀具被膨胀岩的缩径效应挤压,严重时会出现“卡钻”现象。
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2.2 TBM 全断面掘进法 TBM 是普遍应用于地铁等浅埋隧道开挖的专
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刊 2
周建军等：深埋长隧道 TBM 施工关键问题探讨
301
用工程机械，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装 隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。在国内有两种提 法，一种是岩石掘进机（ TBM ） ，另一种是盾构。 TBM 仅指适合硬岩掘进的隧道掘进机，即 TBM。 其中， 硬岩 TBM 又可分为敞开式 TBM、 护盾式 （单 护盾、 双护盾） TBM。 图 3 为双护盾全断面掘进机。
2
2.1
深埋长隧道掘进与支护
钻爆法 深埋长隧道的施工工法仍以传统钻爆法为主，
(a) 锚杆支护失效 (b) 钢筋网支护失效
采用分部开挖工法以期满足特殊地层 （或不良地层） 的施工要求。 钻爆法对地层适用性强，适用范围广，当地质 条件变化时可及时对施工方案进行调整， 灵活多变。
Fig.2
图 2 隧道支护失效 Supporting failure of tunnel
图 1 初衬+二衬+钢拱架+锚杆等支护方式 Fig.1 Traditional supporting way (initial lining and second linging and steel arch and bolt)
国内外多处深埋长隧道中发生过支护失效等 事故， 见图 2。 阿尔贝格隧道 （Arlberg） 长 13.98 km， 最大埋深 740 m，初始地应力为 13 MPa，围岩为千 枚岩、片麻岩、含糜稜岩的片岩、绿泥岩等。隧道 在施工过程中产生了 20～35 cm 的支护位移，变形 初速度达到 4 ～6 cm/d ，最大达 11.5 cm/d 。Tauern 隧道全长 6 400 m，埋深 600 ～1 000 m，在施工过 程中产生 50 cm 及 120 cm 的位移变形， 最大位移速 度达 20 cm/d。
收稿日期：2014-03-31 基金项目：863 计划课题（No. 2012AA041802，No. 2012AA041803） ；国家国际科技合作专项（No. 2011DFB71550 ） ；洛阳市应用技术研究与开发资 金项目（No. 1301065A） 。 第一作者简介：周建军，男，1969 年生，博士，教授，主要从事岩石力学地下工程技术方面的工作。 E-mail: jianjzhou.ycl@
[5 － 8]
同时，技术已经比较成熟，施工经验丰富，已形成 科学完整系统的施工工艺，且成本较低。但钻爆法 存在掘进速度慢，施工工序繁杂，各工序干扰影响 大，不利于围岩稳定，超欠挖现象严重，断面不规 整，容易诱发冲击地压、岩爆、片帮等灾害，工人 劳动强度大、安全性差、施工质量差，工程质量控 制难度大等问题。 针对支护形式广泛采用管棚 +锚杆+注浆+钢拱 架+ 喷混凝土等联合支护体系，对软弱地层施作超 前小导管支护，由高强度预应力锚杆、锚索及注浆 手段对破碎围岩加固，封闭 U 型钢拱架、可缩性支 架、衬砌、钢筋网等若干种支护形式组成高强联合 支撑，如图 1 所示。然而，多重高强联合支护形式 也很难满足深埋长隧道高地应力开挖损伤和开挖动 力破坏（如岩爆和应力性坍塌等）的控制要求。
第 35 卷增刊 2 2014 年 10 月
文章编号：1000－7598 (2014)增 2－0299－07
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.35 Supp.2 Oct. 2014
深埋长隧道 TBM 施工关键问题探讨
周建军 1, 2，杨振兴 1, 2
（1. 中国中铁隧道集团有限公司 盾构及掘进技术国家重点实验室，郑州 450001；2. 中国中铁隧道集团有限公司，河南 洛阳 471009）
。例如，为解决超千米深井巷道建设
支护难的问题，刘泉声等 [9]引入全断面岩石巷道掘 进机 （RBM） ， 其开挖、 支护原理类似于盾构 （TBM） 。 为解决深埋长斜井建设周期长、造价高的问题，何 川等[10]深入分析了深部围岩工程及 TBM 施工的研 究现状，继而从施工技术、支护体系等方面归纳了 TBM 施工深埋长距离斜井尚需解决的问题。 何满潮 等[11]认为在深部岩体所属的非线性力学系统中，传 统的理论、方法与技术大部分已失效，深入进行深 部岩体的基础理论研究势在必行。 隧道掘进机（TBM）以其安全、优质、高效、 经济、有利于围岩稳定等优点在浅埋隧道中得到广 泛应用。然而，TBM 在深埋隧道中的应用比较少， 且在工程应用中出现了一些难题，诸如岩爆、TBM 对前方地质适应性差以及卡盾问题尤为突出。 例如， 锦屏二级水电站 1#、3#及排水洞采用 TBM 施工开 挖，但在开挖过程中由于地应力较大，围岩出现岩爆 及片帮等灾害影响 TBM 施工； “引大济湟”调水总 干渠工程隧洞施工过程中因不可预知的不良地质条 件，先后累计十余次因较大的围岩收敛变形、塌方 导致 TBM 卡机/卡盾。同时，卡盾现象也在“引洮供 水” 、 “引红济石”工程中多次出现。因此，TBM 是 否可以应用于深埋长隧洞，工程界仍没有明确定论。 随着我国基础建设过程的进一步深入，在深埋 长隧道施工中高应力围岩开挖损伤及开挖动力响应 的控制已经成为影响工程进度和安全的重要问题。 本文针对深埋长隧道，分析总结传统钻爆法、TBM 法、TBM 导洞扩挖法的优缺点，对 TBM 应用于深 埋软岩、硬岩层长隧道施工中的关键问题进行探 讨。
Key words: deep long tunnel; tunnel boring machine(TBM) construction; TBM bored pilot and enlarging method; rock mechanics;
jamming
1
引
言
118 km，最大埋深 2 525 m，最大洞径达 13.0 m。 由于高地应力作用，隧道施工过程中大理岩围岩多 处发生强度不一的板裂化岩爆与板裂化片帮 [1]。淮 南朱集煤矿埋深大于 1 000 m，巷道多处底板出现 裂缝，U 型钢支护严重破坏[2]。 由于地质条件和经济等多种原因，深埋长隧道 开挖施工仍多采用新奥法施工，开挖施工工法采用 全断面开挖法、台阶开挖法和分部开挖法，支护采 用超前预制管棚+锚杆+钢拱架+喷混凝土等复合式
Abstract: Aiming at high water-pressure, great ground stress, high ground temperature, large deformation, difficult supporting and
other problems in the construction of deep and long tunnels, the superiority and disadvantage of tunnel construction method are conducted, such as drill-blasting method, TBM method, and TBM bored pilot+enlarging method. TBM bored pilot+enlarging method provides a new idea for tunnelling design of deep and long tunnels. Due to the remarkable differences in geological condition between deep tunnels and shallow tunnels, there are three crucial problems for TBM construction, namely, rockburst, TBM jamming (large deformation), and construction accidents (water gush, mud burst, etc.) attributed to inaccurate geological prediction. In order to detect the occurrence of TBM jamming, theoretical analysis and numerical simulation of TBM construction are conducted in deep soft rock and hard rock under certain geological conditions. The results show that the jamming occurs in deep soft rock, but never happens in intact hard rock.
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岩
土
力
学
2014 年
衬砌形式[3 －4]，即便如此，深埋隧道仍出现了大变 形、支护失效等事故，因此，必须尽快发展适应深 埋隧道特点的掘进技术和围岩稳定控制理论与技 术。在深埋长隧道开挖过程中，特殊的工程地质环 境对隧道的设计与施工、围岩稳定性分析具有重要 影响，许多专家针对深埋岩体提出了不同的研究思 路和观点，推动了深埋长隧道安全、优质、高效的 开挖支护
摘
要：针对深埋长隧道开挖所面临的高水压、高地压、高地温、大变形、难支护等问题，分析总结传统钻爆法开挖与支护
技术、全断面隧道掘进机（TBM）施工技术、TBM 导洞扩挖技术应用中的优劣，TBM 导洞扩挖法为深埋长隧道开挖提供了 新的设计思路。由于深埋长隧道的建设环境与浅埋隧道建设环境存在显著差异， TBM 施工将面临 3 个关键问题——岩爆问 题、卡盾（大变形）问题和未准确探测前方地质而发生的施工事故（涌水、突泥等） 。为揭示 TBM 施工过程中卡盾的存在性， 分别针对某一特定地质条件下深埋软、硬岩 TBM 施工进行理论分析和数值模拟研究。结果表明，软岩地层 TBM 施工发生 卡盾，而硬岩完整地层 TBM 施工未发生卡盾。 关 键 词：深埋长隧道；盾构（TBM）施工；TBM 导洞扩挖法；岩石力学；卡盾 文献标识码：A 中图分类号：U 452