一、技術簡介

該項目成果通過總結多個成熟、技術先進的工程實踐經驗，提出一整套針對不良地質條件小直徑TBM從設備設計製造到不良地質脫困的一整套技術方案和成果，達到設備配置優化、提高施工工效的目標，規範現場施工、降低施工安全風險，為國內大型設備深度定製設計指引方向，為行業高質量發展提供技術科研成果支撐。1.創新采用大軸徑比設計和輔助脫困動力係統，研製了大扭矩小直徑雙護盾TBM裝備，發明了具備超前加固條件的TBM護盾結構，顯著降低了TBM卡機風險。2.建立了基於掘進比能的TBM施工圍岩可掘性評估與基於深度學習的TBM操作參數多目標優化方法，開發了TBM破岩比能計算分析軟件，為不良地質條件下TBM掘進風險預控提供了支撐。3.研製了突湧水封閉混凝土TBM撐靴輔助頂壓模板結構，解決了狹窄空間滲漏處理難題；研製了不良地質段六邊形襯砌管片安裝與糾偏專用工裝，保證了安裝質量。

二、主要技術指標

國內首次應用TBM采用大軸徑比設計並配置液壓馬達輔助脫困係統，實現不良地質條件下多次自主脫困；快速實現對TBM的刀盤前方岩石體進行超前注漿加固，由7天處理1個循環提升到到1天處理1個循環，超前注漿加固效率提高6～7倍；設計並開發了“基於機器學習的TBM破岩比能計算分析軟件V1.0”，實現破岩比能的快速準確計算，提高破岩比能計算效率和準確性42%；雙護盾TBM在圍岩收斂變形及破碎帶卡機中的脫困處理方法，相比以往處理方法，將36天卡機處理時間提升到12-18天，脫困效率提高2～3倍；雙護盾TBM襯砌六邊形管片安裝用防傾裝置與不良地質洞段管片加固結構，縫寬及錯台合格率。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

(1)社會經濟效益：該項目依托甘肅天水市曲溪城鄉供水工程、海南白沙縣西部供水工程（一期）、湖北竹溪縣南北水係聯通（鄂坪調水）工程等，圍繞小直徑TBM脫困設備針對性設計配置方案、小直徑TBM脫困掘進參數評估優化辦法、小直徑TBM脫困及不良地質施工方法等方麵進行了係統性研究，形成了不良地質條件小直徑TBM關鍵技術，保證了施工安全與質量，累計產生經濟效益約8000萬元。

（2）應用情況：該項目先後推廣應用於甘肅天水市曲溪城鄉供水工程、海南白沙縣西部供水工程（一期）、湖北竹溪縣南北水係聯通（鄂坪調水）工程、非洲萊索托高地供水工程等國內、國際、水利、水電工程，技術成熟度已獲得市場驗證，施工過程中未發生質量和安全事故，隧洞開挖分部工程質量等級優良，達到了各項目設計預期效果，投入使用最早時間2021年1月，累計產生經濟效益約8000萬元。

（3）適用範圍：該技術提出一整套針對不良地質條件小直徑TBM從設備設計製造到不良地質脫困的技術方案和成果，達到設備配置優化、提高施工工效的目標，規範現場施工、降低施工安全風險，為國內大型設備深度定製設計指引方向，為行業高質量發展提供基礎性技術科研成果支撐，適宜推廣應用於4～5m直徑TBM。

四、技術圖片

圖1  TBM步進

圖2  TBM後配套台車組裝

圖3  管片堆放場

圖4  盾體預留超前處理孔

五、其他

技術持有單位：中國水利水電第三工程局有限公司

技術聯係人：田豔，科技處處長，13991268976，029-86178686-8511，274436832@qq.com