杨腾添，李 恒，周冠南，郭 稳

(1.中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津 300300；2.陕西省岩土与地下空间工程重点实验室，陕西 西安 710055)

0 引言

随着地下空间领域的开发，中国已是世界上隧道及地下工程规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家之一[1]。TBM具有掘进速度快、施工安全、污染小、成洞质量高等优点[2]，在锦屏二级水电站引水隧洞、北疆供水二期引水隧洞、甘青隧道、高黎贡山隧道等水利水电及铁路工程中得到广泛应用[3-6]。

近年来，越来越多的特殊地理地貌、复杂地质、超大埋深和超长隧洞工程开始建设[7]，TBM掘进过程中需穿越断层破碎带、富水区、高地应力区等，不良地质情况逐渐成为地下空间工程领域的研究热点[8]。特别是，当TBM穿越软弱地层时，面临挤压大变形与卡盾的严峻挑战[9]。实践表明，围岩挤压大变形导致的TBM卡机灾害占TBM施工重大事故的37%，是占比最大的地质灾害之一[10]。

对于敞开式TBM卡机问题，现有研究多集中于TBM卡机机制、脱困辅助措施及预警方法。温森等[11]基于Hoek-Brown准则圆形隧道围岩流变变形理论，建立了停机和连续掘进工况下的卡机状态判断模型。姬超等[12]建立了护盾与围岩相互作用下的计算模型，并提出增大预留间隙可有效避免卡机问题。刘泉声等[13]采用自动化处理程序和光纤通讯技术，以护盾内表面应变作为预警指标，提出一种具备无人值守、数据自动采集传输、可远程操控的TBM卡机实时监测预警方法。……