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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (S1): 348-360.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.S1.030
王世龙1, 高保彬1, *, 王新壮2, 曹永静2, 张昌娟2, 杨东杰1
WANG Shilong1, GAO Baobin1, *, WANG Xinzhuang2, CAO Yongjing2, ZHANG Changjuan2, YANG Dongjie1#br#
摘要: 为解决敞开式TBM在穿越陷落柱等复杂地质条件下的刀盘卡机问题,结合现场实测、理论分析及FLAC3D-PFC耦合数值模拟方法,深入分析TBM刀盘卡机发生机制,并提出相应的防控策略。研究揭示陷落柱区域围岩的非均质性和不稳定性,明确刀盘卡机的渐进性演化过程,提出以“超前探测、风险预警、支护优化、动态调控”为核心的防控策略。主要研究结论如下: 1)在陷落柱不良地质条件下,刀盘卡机的本质是“地质缺陷-施工扰动”耦合作用下的多阶段动力失稳过程,表现为围岩的渐进性破坏、岩屑堆积与围岩压力重分布,最终导致刀盘转矩超限和卡机发生; 2)陷落柱区域围岩呈现“顶板沉降显著、帮部应力集中”的非对称力学响应,顶板区域主要表现为垂向卸荷与持续下沉,帮部则成为应力转移和承载的关键区域,易引发片帮与非均匀变形; 3)基于刀盘卡机机制与模拟结果,提出了针对性卡机防控策略,主要包括超前探测与预处理、差异性支护设计、优化施工模式及动态调整施工参数等,可实现从“被动应对”向“主动防控”的转变,提升TBM在复杂地质条件下的施工安全性和适应性。