王 健， 王瑞睿， 张欣欣， 刘海东， 庞永昊

(山东大学岩土与结构工程研究中心， 山东 济南 250061)



基于RMR岩体分级系统的TBM掘进性能参数预测

王 健， 王瑞睿， 张欣欣， 刘海东， 庞永昊

(山东大学岩土与结构工程研究中心， 山东 济南 250061)

为解决由于地质条件原因造成TBM掘进效率低下的问题，基于吉林引松供水工程建立的TBM数据库，提出应用RMR岩体分级系统对TBM的掘进性能参数进行预测。通过回归分析的方法分别建立了RMR与TBM性能预测参数掘进速率(PR)、施工进度(AR)、利用率(U)以及贯入度指数(FPI)的经验公式。研究结果表明：RMR与PR、AR、U均呈现二次相关关系，RMR与FPI为线性关系，且相关系数均大于0.7；当RMR=50～70时，岩体具有较好的可掘性；当岩体条件较差(RMR<30～40)或者岩体条件极好(RMR>70～80)时，岩体的可掘性均较差；吉林引松工程TBM掘进的平均利用率为22.36%，与地质条件相关的停工时间约占总工期的25.97%。

TBM；吉林引松供水工程；隧洞；RMR；掘进性能参数；掘进速度；施工进度；利用率

0 引言

进入21世纪以来，国内外隧道等地下工程迅猛发展，地下空间开发利用率逐年增高。与传统的钻爆法相比，TBM因具有开挖速度快、可连续操作、岩渣均匀、施工安全等优点，已在越来越多的隧道工程中采用[1-3]。据统计，我国适用TBM开挖的隧道超过600 km，到2020年TBM需求量可达500多台。由此可见，TBM将成为我国隧道施工的优先选择方法。

TBM掘进速率可达传统钻爆法的3～10倍[4]，但TBM对极端地质条件的适应性较差。当TBM穿越扰动地层时，如果地层存在剪胀节理或节理间距较小，将很可能导致地层超挖或塌方事故；当遇到混合开挖面时，尤其是软硬变化频繁的开挖面，硬岩从软弱岩层中脱落将造成卡机事故或导致护盾损毁；……