汪文强，张新平，宋振东

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)

1 引 言

大瑞铁路高黎贡山隧道是亚洲在建铁路第一长隧道，工程地质条件复杂，施工难度大，风险高[1]。其出口段采用TBM施工，施工过程中在断层破碎带附近遭遇多次卡机，严重影响施工进度[2]。因此，在TBM隧道施工过程中开展超前地质预报是必要的，可以为潜在的卡机段提供依据进行预处理，从而降低卡机风险。目前国内外在TBM隧道施工时采用的超前地质预报物探方法主要有地震负视速度法及TSP法(瑞士)、TGP法(国产)、TRT法[3](美国)、TST法(国产)、HSP法[4](国产)等[5]。高黎贡山隧道采用TSP法、李术才等[6]提出的三维激发极化法主动源、被动源三维地震进行综合物探法预报。为了研究卡机段围岩的TSP法地震波场传播规律及对卡机段的影响，本文基于Tesseral 2D对断层破碎带附近卡机段TSP法进行数值模拟[7]，并与实际卡机段TSP法预报结果相对比，旨在观察地震波场在断层破碎带内的传播特征，分析TSP物性参数[8]，提高预报准确率，为TBM施工预报卡机可能段落提供依据。

Tesseral 2D是一个商业化的全波场模拟软件包，可以构建复杂地质模型。Tesseral 2D基于FDTD有限差分法[9]，这样可以很快地模拟非常复杂的地质介质，包括固体和液体联合的介质和各向异性介质。本文采用Tesseral 2D建立在高黎贡山隧道TBM段采用的地震波反射法TSP模型，模拟TSP法地震波在造成TBM卡机的断层破碎带中的波场传播特征。

2 卡机段TSP正演模拟

2.1 TBM卡机机理

TBM卡机包括刀盘被卡和护盾被卡。通常情况下刀盘被卡主要发生在断层破碎带内，采用刀盘瞬时脱困扭矩进行脱困处理。……