Volume 4,Issue 4
深部复合地层 TBM 分级掘进破岩机理及岩机相互作用规律研究
水利工程地下智能建造是新时代水利基础设施建设的核心发展方向，而深部复合地层条件下全断面岩石隧道掘进机（TBM）掘进面临着风险高、效率低、刀具磨损严重、岩爆与塌方频发等技术瓶颈，严重制约了水利地下工程的智能化、高效化建设进程。本文以深部复合地层 TBM 分级掘进过程为研究对象， 聚焦分级掘进岩石破裂机理与岩机相互作用规律这一关键科学问题，系统提出深部复合地层 TBM 分级掘进方法， 厘清分级掘进下岩石破裂演化机制与破坏模式，探明刀盘 - 刀具 - 围岩动态相互作用规律，旨在突破传统单一掘进模式的技术局限， 为水利工程深部地下隧洞安全、高效、智能掘进提供理论支撑与技术指引。研究成果可有效提升 TBM 对复杂地质的适应性，降低掘进风险与施工成本，推动水利地下工程建造技术向深部化、智能化、绿色化转型升级。
[1] 刘泉声 , 黄兴 , 潘玉丛 .TBM 在煤矿巷道掘进中的技术应用和研究进展 [J]. 煤炭科学技术 ,2023,51(01):242-260.
[2] Richardson M , Rostami J. A new model for predicting TBM cutter wear in hard rock[J]. Tunnelling and Underground Space Technology , 2019 , 89 : 103-112.
[3] 赵星光 , 邱士利 , 蔡美峰 . 深部高地应力岩体工程灾害机理及控制研究进展 [J]. 岩石力学与工程学报 ,2022,41(01) :1-22.
[4] 蒋喆 .TBM 盘形滚刀破岩机理的试验与模拟研究 [D]. 中南大学 ,2014.
[5] 李建斌 , 张魁 , 夏毅敏 . 深部硬岩 TBM 破岩机理及岩机相互作用研究 [J]. 岩石力学与工程学报 ,2020,39(S2):3456-3468.
[6] 刘宝林 , 杨春和 , 郭志 . 软岩地层 TBM 推进速度与围岩变形耦合规律研究 [J]. 岩土力学 , 2022 , 43(06) : 1567-1576.
[7] 黄兴 , 张蒙祺 , 王茜 .TBM 滚刀与岩石相互作用研究方法综述 [J]. 河南科技 ,2021,40(14) :114-120.
[8] 严红 , 吴林 , 李桂臣 , 等 . 煤矿岩巷 T BM 快速掘进研究进展与展望 [J]. 煤炭工程 , 2025 , 57(1) : 1-7.
[9] 陈馈 , 周建军 , 李建斌 . 复合地层 T BM 施工技术 [M]. 北京 : 中国铁道出版社 , 2019.
[10] 冯夏庭 , 李邵军 , 张传庆 . TBM 掘进过程岩机相互作用实时监测与智能调控 [J]. 岩土工程学报 , 2023 , 45(03) : 456-465.
[11] 谢和平 , 周宏伟 , 高明忠 . 深部岩体多场耦合理论与工程应用 [M ]. 北京 : 科学出版社 , 2020.
[12] 吴圣智 , 王梦恕 , 张弥 . 隧道工程智能建造技术现状与展望 [J]. 中国工程科学 , 2023 , 25(04) : 89-98.