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提出一种 ＴＢＭ施工深埋水工长隧洞围岩综合分类方案。吴鑫林等 ［１３］ 运用 Ｋ中心聚类分析方法，将岩
体可掘性分为 ６类，探讨了不同岩体可掘性条件下 ＴＢＭ平均单刀推力、刀盘转速分布规律。尽管以上
研究取得了前瞻性尝试，但因工程数据来源和考虑因素相对单一，并未得到广泛推广。
鉴于现行规范缺少与水工隧洞 ＴＢＭ 施工相适宜围岩分类方法的现状，本项研究通过调研国内外
不同行业围岩分类指标，结合 ＴＢＭ设备特点，考虑对安全高效施工影响关键的不良地质条件，在各
因素分类分级的基础上，提出可量化的水工隧洞 ＴＢＭ 施工适宜性围岩分类方法，并依托工程进行适
用验证，可有效解决目前水工隧洞 ＴＢＭ无适宜的围岩分类方法进行围岩评价、支护设计的困境。

２ ＴＢＭ施工围岩适宜性等级划分

工程案例分析表明，ＴＢＭ施工适宜性分类不再是仅关注岩性自身条件，更重要的是其对 ＴＢＭ 掘
进效率的影响 ［１４］ ，尤其是不利地质条件影响。
引汉济渭 ［１５］ 、滇中引水 ［１６］ 、引绰济辽 ［１７］ 等工程实 表 １ ＴＢＭ施工围岩适宜性等级划分
践中获 取 了 大量 宝贵 经验。其中，最为普 遍的规律 是： 等级 １ ２ ３ ４
若岩石单轴抗压强度、耐磨性指数很高，刀具磨损量随
围岩对 ＴＢＭ施工影响 轻微 中等 严重
之增大，使掘进效率受到严重影响 ［１８］ ；岩爆、断层破碎
围岩评价 一般 中 差 极差
带较严重，突涌水较多等均可能引起卡机，致使施工进
度受到影响。因此，考虑到 ＴＢＭ 的安全性和掘进效率，将 ＴＢＭ 在不利地质条件下的适用性分一般、
中、差、极差四个等级，用数字 １—４表示，见表 １。

３ ＴＢＭ施工适宜性围岩分类

在 《水利水电工程地质勘察规范》 （ＧＢ５０４８７—２００８）中岩体基本分类的基础上，考虑掘进效率和
不良地质条件对围岩分类的影响，可确定 ＴＢＭ 施工适宜性围岩分类。由于影响 ＴＢＭ 施工因素繁多，
目前的分类方法考虑因素过细，而关键因素未考虑，造成分类方法不可靠，难以推广。因此本文通过
定量、定性分析不利地质条件对掘进效率的影响程度，将超硬岩等 ６个因素作为 ＴＢＭ施工适宜性围岩
分类的重要指标。其不利地质条件、特点及其对 ＴＢＭ施工影响统计见表 ２。

表 ２ 不利地质条件特点及对 ＴＢＭ施工影响
分类序号 不利地质条件 特点 对 ＴＢＭ施工影响
完整性良 好 硬 岩，饱 和 单 轴 抗 压 强 度 不 小 于
Ａ 超硬岩 刀具磨损量大，掘进困难。
６０ＭＰａ。
高地应力 洞 段 围 岩 开 挖 卸 荷 后，岩 石 发 生 破
Ｂ 岩爆 严重时发生持续岩爆和塌方，影响掘进效率。
坏，具有突发、多发、频发特点。
断层或裂隙发育且密集，致使围岩严重破碎， 易发 生 坍 塌 或 变 形， 严 重 引 起 卡 机， 影 响 掘 进
Ｃ 断层破碎带
具有影响宽度不同，走向不一等特点。 效率。
洞段岩石强度较低，发生塑性变形，逐步破坏。
Ｄ 大变形围岩 ＴＢＭ卡机、停机，后期支护难度大。
具有变形量大、时间长、破坏区域广特点。
３
迸射水量超过 ０．１ｍ ?ｓ，具有一定水压及速度
淹没 ＴＢＭ设备，造成设备无法启动、部分部件失
Ｅ 突涌水（涌泥） 时，发生突 涌 水；突 涌 水 中 一 半 以 上 为 泥 沙
效等。
时，为涌泥。具有突发性、持续性的特点。
外水压力大于 ０．５ＭＰａ，具有安全隐患影响区
Ｆ 高外水压力 易引发突涌水，影响 ＴＢＭ正常施工。
域广、持续时间长的特点。
表示并确定。其中，Ｘ为围岩基本类别，范围为Ⅰ—Ⅴ
ＴＢＭ施工适宜性围岩分类采用符号 Χ Ａ ｉ Ｂ ｊ …Ｆ ｋ
类，根据 《水利水电工程地质勘察设计规范》 （ＧＢ５０４８７—２００８）确定；Ａ，Ｂ，…，Ｆ为不利地质条

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