TBM岩体可掘性预测及其分级研究

作者：吴鑫林; 张晓平^*; 刘泉声; 李伟伟; 黄继敏

来源：岩土力学, 2020, 41(05): 1721-1739.

DOI：10.16285/j.rsm.2019.0963

• 隧道掘进机(TBM)
• 可掘性预测
• 围岩分级
• 掘进参数

全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)对岩体条件极其敏感,且其前期投入较大,准确地评估岩体可掘性、预测TBM掘进性能对TBM隧道施工至关重要。基于来自中国、伊朗两国涵盖3种不同岩性的5条TBM施工引水隧洞约300组现场数据,以现场贯入度指数FPI为岩体可掘性评价指标,分析了岩石单轴抗压强度UCS、岩体完整性指数Kv、岩体主要结构面与洞轴线的夹角α、隧洞直径D等与岩体可掘性之间的关系;探讨了适用于岩体可掘性研究的岩体参数统一方法,进一步建立了精度较高的(相关系数为0.768)岩体可掘性经验预测方法。基于该预测方法,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,相应成果可为实际工程中TBM施工隧洞岩体可掘性评估、掘进参数的选择、施工进度的安排提供一定的指导。

• 单位
  建筑工程学院; 武汉大学