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    項(xiàng)目簡(jiǎn)介

    長(zhǎng)大隧道建設(shè)是推進(jìn)我國(guó)“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略與水資源高效協(xié)同利用的重大舉措，采用巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）建設(shè)是其必然選擇，而極端地質(zhì)是制約其建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)難題，川藏鐵路多座超過(guò)30km的隧道、極端軟弱破碎的高黎貢山隧道，TBM施工面臨“變形、坍塌、卡機(jī)”困擾；長(zhǎng)距離極硬巖的引漢濟(jì)渭秦嶺隧洞，TBM施工面臨“低效、高耗、巖爆”困境。TBM如何安全高效穿越長(zhǎng)距離超大埋深軟弱破碎、極硬巖地層是亟待解決的世界難題。

    主要技術(shù)創(chuàng)新如下：

    （1）建立了基于巖體完整性指標(biāo)和滲水量的富水破碎地層TBM卡機(jī)判識(shí)準(zhǔn)則，提出了隧道圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比和變形速率的擠壓性地層TBM卡機(jī)判識(shí)準(zhǔn)則；發(fā)明了隱藏式跟管水錘管棚鉆機(jī)與高壓深孔注漿一體化的超前鉆注加固技術(shù)，開發(fā)了前置式加強(qiáng)型大范圍支錨噴集成初期支護(hù)系統(tǒng)，研制了國(guó)產(chǎn)最大直徑“彩云號(hào)”TBM，建立了TBM穿越軟弱破碎地層分級(jí)支護(hù)技術(shù)體系，解決了極端軟弱破碎地層隧道變形坍塌、TBM被卡被困的技術(shù)難題。

    （2）建立了TBM掘進(jìn)載荷與圍巖參數(shù)匹配關(guān)系，開發(fā)了滾刀載荷、磨損在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，提出了極硬巖地層TBM可掘進(jìn)性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和滾刀壽命分級(jí)預(yù)測(cè)準(zhǔn)則；開發(fā)了主軸承尺寸、密封可調(diào)耐磨鋼帶設(shè)計(jì)技術(shù)，提出了隧道內(nèi)不解體狀態(tài)下主軸承滾子磨損狀態(tài)檢測(cè)、密封耐磨鋼帶洞內(nèi)原位更換技術(shù)；再制造了適用于極硬巖巖爆地層的大直徑TBM，構(gòu)建了深埋極硬巖地層TBM裝備工法融合、掘進(jìn)支護(hù)協(xié)調(diào)、及時(shí)快速支護(hù)的巖爆分級(jí)防控技術(shù)，解決了超大埋深極硬巖隧道掘進(jìn)低效、高耗、巖爆安全威脅的技術(shù)難題。

    （3）提出了基于TBM滾刀破巖振動(dòng)為震源的巖體構(gòu)造預(yù)報(bào)方法，建立了基于巖體溫度場(chǎng)畸變的隧道水體精準(zhǔn)定位及趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法，研發(fā)了水-巖-機(jī)一體化融合掘進(jìn)大數(shù)據(jù)智能反演地質(zhì)信息的TBM實(shí)時(shí)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)及平臺(tái)，確保了TBM施工隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)信息的快速提取和識(shí)別預(yù)警，為TBM安全掘進(jìn)提供了技術(shù)保障，實(shí)現(xiàn)了TBM施工重大地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，解決了深埋隧道極端地質(zhì)預(yù)判不精準(zhǔn)從而導(dǎo)致的TBM施工致災(zāi)的難題。

    項(xiàng)目成果應(yīng)用于高黎貢山、引漢濟(jì)渭、引松供水等20余座國(guó)家重大隧道（洞）工程，新增銷售額49.24億元，新增利潤(rùn)4.64億元；其中，中鐵隧道局集團(tuán)有限公司新增銷售額30.84億元，新增利潤(rùn)2.59億元。本項(xiàng)目TBM技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先，成功中標(biāo)世界最大斷面TBM法隧道（直徑14.86m）——格魯吉亞KK公路隧道項(xiàng)目（含TBM裝備與施工），實(shí)現(xiàn)了TBM法隧道修建向極端復(fù)雜地質(zhì)的突破，推動(dòng)了我國(guó)深埋長(zhǎng)大隧道掘進(jìn)裝備研制與施工技術(shù)領(lǐng)域的科技進(jìn)步。

    獲獎(jiǎng)等級(jí)：三等獎(jiǎng)

    完成單位：盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；中鐵隧道局集團(tuán)有限公司；中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司；中鐵西南科學(xué)研究院有限公司；中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司；石家莊鐵道大學(xué)