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随着国民经济的快速发展和资源、能源需求的逐渐增加，我国迫切需要修建一批深埋长隧洞。得益于机械化的进程和其所具有的安全、经济、环保、高效等方面的优势，全断面岩石隧道掘进机(TBM)已越来越多地应用于硬岩隧道开挖。TBM工法前期设备投资巨大，TBM对岩体条件的变化十分敏感，在地质条件复杂的情况下存在较高的风险，但目前却无针对性的围岩分级方案用于指导TBM工法选择和掘进施工。因此，研究适用于TBM施工隧洞的围岩分级方法对工法选择、TBM设备选型、施工进度预测与安排、支护设计与安装、不良地质处理等具有重要意义。本文围绕“TBM施工隧洞围岩质量分级”，基于实测工程数据，开展了岩体可掘性预测及分级、围岩稳定性评估及支护措施、围岩综合分级、不良地质分级及处理措施等方面的研究，主要取得了如下成果：
(1)基于文献调研和现场实测获得的来自中国、伊朗两国涵盖三种不同岩性的5条TBM施工引水隧洞约300组工程数据，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0.7684)岩体可掘性经验预测公式。基于该预测公式，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，为TBM施工进度安排和掘进参数选取提供指导。
(2)基于文献调研和现场实测所获得的10余条TBM施工隧洞100余组工程数据，以TBM利用率U为围岩稳定性评估方案的验证指标，通过分析岩体参数、RSR评分、HC等级等与TBM利用率U的关系，验证了利用RSR法、HC法进行TBM施工隧洞围岩稳定性评估的合理性，并进一步建立了RSR评分、HC等级与TBM利用率U之间的经验关系。基于已建敞开式TBM施工隧洞初期支护设计参数的统计结果，分析了支护参数与围岩稳定性的经验关系，进一步提出了适用于敞开式TBM施工隧洞的喷锚支护方案。
(3)综合岩体可掘性和围岩稳定性研究成果，考虑以TBM理论施工速度ART为TBM施工隧洞围岩综合分级评价指标，基于敞开式TBM岩体可掘性和围岩稳定性组合条件下的理论施工速度取值分布，采用K-中心聚类分析方法将TBM施工隧洞围岩分为5级，并根据双护盾TBM、敞开式TBM同等条件下理论施工速度的差异给出TBM选型初步建议。
(4)基于断层破碎带、高地温、含有害气体等不良地质工程实例调研结果，分析了断层破碎带宽度、洞内环境温度和岩体(岩壁)温度、瓦斯和H2S浓度等与
施工措施选取的关系，并将断层破碎带分为四级、高地温地层分为三级、含有害气体地层分为两级，给出了相应不良地质条件下施工措施建议。
(1)基于文献调研和现场实测获得的来自中国、伊朗两国涵盖三种不同岩性的5条TBM施工引水隧洞约300组工程数据，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0.7684)岩体可掘性经验预测公式。基于该预测公式，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，为TBM施工进度安排和掘进参数选取提供指导。
(2)基于文献调研和现场实测所获得的10余条TBM施工隧洞100余组工程数据，以TBM利用率U为围岩稳定性评估方案的验证指标，通过分析岩体参数、RSR评分、HC等级等与TBM利用率U的关系，验证了利用RSR法、HC法进行TBM施工隧洞围岩稳定性评估的合理性，并进一步建立了RSR评分、HC等级与TBM利用率U之间的经验关系。基于已建敞开式TBM施工隧洞初期支护设计参数的统计结果，分析了支护参数与围岩稳定性的经验关系，进一步提出了适用于敞开式TBM施工隧洞的喷锚支护方案。
(3)综合岩体可掘性和围岩稳定性研究成果，考虑以TBM理论施工速度ART为TBM施工隧洞围岩综合分级评价指标，基于敞开式TBM岩体可掘性和围岩稳定性组合条件下的理论施工速度取值分布，采用K-中心聚类分析方法将TBM施工隧洞围岩分为5级，并根据双护盾TBM、敞开式TBM同等条件下理论施工速度的差异给出TBM选型初步建议。
(4)基于断层破碎带、高地温、含有害气体等不良地质工程实例调研结果，分析了断层破碎带宽度、洞内环境温度和岩体(岩壁)温度、瓦斯和H2S浓度等与
施工措施选取的关系，并将断层破碎带分为四级、高地温地层分为三级、含有害气体地层分为两级，给出了相应不良地质条件下施工措施建议。