双护盾TBM与断层破碎带地层相互作用分析

蒋辉 张志强

【摘要】文章依托尼泊尔巴瑞巴贝引水隧洞工程，通过ABAQUS有限元分析软件，建立穿越断层破碎带双护盾TBM掘进模型，基于围岩LDP曲线、接触面状态、接触应力三个指标分析地层与护盾的相互作用机制，得到掘进过程中护盾与围岩接触规律，进而分析卡机的产生与判据，结果显示依托工程掘进过程中卡机的发生是必然的。

【關键词】双护盾TBM; 断层破碎带; LDP曲线; 卡机分析

【中国分类号】U455.49【文献标志码】A

对于TBM隧道，尤其是双护盾TBM隧道，在通过软岩地层、挤压性地层、断层破碎带时，最容易发生的事故便是卡机[1-4]。卡机的核心问题就是地层（围岩）与TBM的相互作用，对其开展研究具有重要的工程应用价值。

黄兴[5]基于挤压大变形本构模型，提出了相应的计算方法，以引大济湟工程为依托，进行了TBM掘进围岩挤压大变形的计算;王江[6]归纳和分析了不良地质条件下双护盾TBM施工中三种常见的卡机类型：卡刀盘、卡护盾和掘进机姿态偏差造成的卡机，并给出了5种卡机脱困技术;温森[7]考虑了围岩流变效应，对TBM连续掘进及停机两种不同工况下的卡机机理分别进行分析，对预留变形和超前支护两种卡机控制措施进行了定量化研究。通过文献调研发现，相关研究对数值模拟结果分析仅停留在规律分析层面，鲜有研究提出具体计算方法对盾构卡机进行判断。

本文依托尼泊尔（BBDMP）引水隧洞工程，通过ABAQUS建立穿越断层破碎带双护盾TBM掘进模型，基于围岩LDP曲线、接触面状态、接触应力三个指标分析地层与护盾的相互作用机制，得到掘进过程中护盾与围岩接触规律，进而分析卡机的产生与判据。……