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(河南大学 土木建筑学院，河南 开封 475004)

1 研究背景

TBM是一种快捷、安全、环保的施工方法。同时，TBM施工需要的人员较少，可以节省大量的劳动力，是非常经济的。当然，同D&B(钻爆)法相比，TBM也有不少劣势，如没有D & B法灵活，地质适应性较差等。目前国内外有不少水工隧洞的开挖均采用了TBM施工，由于隧洞的开挖呈现超长深埋的趋势，因此TBM也面临高地应力、高地温、岩爆、大断裂带、高压引起的涌突水等带来的风险问题。如，在软弱岩体中掘进时产生的塌方或变形过大可能将TBM卡住。目前世界上已经有很多TBM被卡的事故，表1列出了几个采用TBM施工被卡事故的工程实例[1-5]。

表1 TBM卡机事故的工程实例

TBM被卡事故通常分为护盾被卡和刀盘被卡2种。目前关于护盾被卡事故已有不少研究，如E. Farrokh将收敛-约束法应用于TBM护盾卡机计算，温森等[6]采用风险分析方法研究卡机事故等。引起TBM刀盘被困原因较为复杂，如，存在较大的塌方；在工作面分布有一定节理或遇到上下盘岩性差异很大的断层；此外还与TBM的姿态以及司机操作有直接的关系。本文主要针对塌方引起的TBM事故进行研究。赵第厚[7]曾采用确定性方法对塌方引起的事故进行了研究。由于洞室地质条件的不确定性，而岩土工程材料包含了很复杂的不确定性影响因素，它们的取值随时间或空间随机变化。因此确定性分析所得出的结果往往不能反映真实情况，必须引入概率分析的手段[8]，因此很有必要采用风险分析理论分析刀盘被卡事故。……