唐彬 王传兵 侯俊领 宋海清 黎明镜 林键

摘 要：以张集煤矿TBM开挖1413A高抽巷为研究对象，通过平行于高抽巷的轨道顺槽，向高抽巷施工监测钻孔，利用震波CT监测技术，对TBM 掘进过程中围岩的开挖损伤区进行原位测试。基于对一系列不同时段波速场数据的综合分析，给出岩体的结构特性，得到巷道开挖全过程中围岩损伤区的产生和发展的演化过程，分析该施工条件下的开挖损伤区范围、裂隙演化与TBM 施工的关系，并探讨开挖损伤区的形成和演化机制。研究成果为现场支护设计、支护时机、围岩变形特性和地质资料分析提供直接依据。

关键词：TBM；损伤区；震波CT；岩巷掘进

中图分类号：TD325 文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2017）06-0021-06

Abstract：In this article， with TBM excavation 1413A high extraction lane in Zhangji Coal Mine selected as the object of the study， in-situ test was carried out with the excavation damage zone of surrounding rock in the TBM tunneling process by applying seismic CT monitoring through drilling boreholes from adjacent roadway. Base on comprehensive analysis of wave velocity data， the formation and evolution of excavation damage zone in the process of TBM excavation had been gained， the relationship between TBM excavation and range of excavation damage zone was analyzed， and the mechanics of excavation damage zone formation was explored. The research provides a basic database for rock damage behaviors study and support design.

Key words：TBM； excavation damage zone； seismic CT； roadway excavation

在高瓦斯礦井的采掘工程中，需在煤层顶底板岩层中施工大量的瓦斯抽采巷道[1]。目前煤矿岩巷掘进主要采用钻爆法施工，安全性差、劳动强度大、掘进效率低下，从而导致矿井采掘接替紧张，难以满足煤矿高效安全生产的需要[2-4]。

TBM （Tunnel Boring Machine）法是一种采用全断面岩石掘进机施工隧道的先进技术。文献[5-6]研制出首台全断面岩石掘进机以来，TBM 在隧道施工中已被普遍采用。我国自上世纪60 年代引入该技术以来，在铁路、公路、水利水电和城市地铁等隧道工程中得到推广应用[7-8]。采用TBM 施工的岩石隧道已取得月进1 000 m以上的成绩（山西万家寨引黄入晋工程），施工技术与工艺日渐成熟。与传统钻爆法相比，该工法具有安全、快速、经济和环保等优势[9-11]。

煤矿深部地层TBM开挖巷道围岩损伤区分布与演化特性既有别于之前采用TBM开挖的山岭隧道，也与钻爆法开挖的巷道有很大不同。……