一种TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法

1.一种TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，包括下列步骤：a.确定可能产生围岩大变形的隧道洞段：通过现场地质报告及构造运动理论获取数据，并依据隧道可能产生围岩大变形洞段的地质信息和支护手段，确定需要TBM卡机预警的位置；b.确定该洞段围岩的力学参数：通过测定围岩的相关基础力学参数，确定围岩的力学性质和变形规律，同时为后续数值模拟做准备；c.采用TSP监测围岩的波速和前方围岩的地质情况，对TBM可能遇到卡机风险进行初次预判：采用超前地质预报设备TSP监测围岩的波速变化，同时探测隧道工作面前方不良地质体的性质和位置及规模；并对围岩的等级进行划分，对TBM在掘进过程中是否会遇到卡机风险，进行初次预判；d.采用FLAC3D模拟隧洞围岩的应力应变：根据该洞段的力学参数，进行数值模拟，找到隧洞掘完以后的应力应变规律，围岩发生大变形或蠕变的速度和产生最大变形的时间，以及围岩初次来压的时间，并对围岩的等级进行二次划分，对TBM在掘进过程中是否会遇到卡机风险，进行第二次预判；e.结合TSP的波速变化和FLAC3D模拟隧洞围岩的应力应变规律对围岩来压速度、变形速度、变形量进行分级：根据超前地质预报探测隧道工作面前方不良地质体的性质和数值模拟得到的围岩应力应变规律进行综合分析；将TBM的掘进速度和预留变形量与TSP和FLAC3D监测出来的围岩变形速度和变形量对比；从而进行TBM在掘进过程中是否会遇到卡机风险的第三次预判；f.针对分级结果对TBM可能存在的卡机风险进行预警：综合前面三次预判的结果，将预判的结果进行分为卡机、可能卡机、不会卡机，三个等级，对TBM可能存在的卡机风险进行预警。 2.根据权利要求1所述的TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，所述步骤b中确定的基础力学参数包括单轴抗压强度、抗剪/抗拉强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角。 3.根据权利要求1所述的TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，在所述步骤f中，当TBM通过围岩大变形隧道洞段时，围岩变形量小于TBM预留变形量，初次来压时间长，未遇到不良地质体，判断TBM在掘进过程应该不会遇到卡机风险。 4.根据权利要求1所述的TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，在所述步骤f中，当TBM通过围岩大变形隧道洞段时，隧道围岩表面变形量大于TBM预留变形量，则判断TBM在掘进过程中会遇到卡机风险。 5.根据权利要求1所述的TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，在所述步骤f中，当TBM通过围岩大变形隧道洞段时，隧道围岩表面变形量接近TBM预留变形量，且围岩开挖后围岩初次来压速度快，小于24小时，则判断TBM在掘进过程中可能会遇到卡机风险。 6.根据权利要求1所述的TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，在所述步骤f中，当TBM通过围岩大变形隧道洞段时，隧道围岩表面变形量接近TBM预留变形量，且周期来压会导致围岩变形；此时，若TBM掘进速度过慢，未能及时通过围岩大变形洞段，TBM在掘进过程中会遇到卡机风险。 7.根据权利要求1所述的TSP与FLAC3D联合预防TBM卡机的预警方法，其特征在于，在所述步骤f中，当TBM通过围岩大变形隧道洞段时，掌子面前方有溶洞、断层、破碎带易导致围岩塌腔的不良地质体时，TBM在掘进过程中可能会遇到卡机风险。