某深埋TBM隧洞围岩地质变化区破坏特征与类型判别方法

某深埋TBM隧洞地质变化区开挖过程中岩爆和塌方交替发生，导致工期严重延误，严重威胁现场人员及施工安全。通过现场地质踏勘、微震监测和结构面统计，研究现场工程地质灾害与围岩岩性、地质条件的关系，建立基于岩性、地质及微震活动特征的地质灾害类型判别方法。结果表明，该隧洞破坏类型与围岩岩性有显著相关性，黑云母花岗岩洞段岩爆风险最高，混合花岗岩洞段次之，钾长石花岗岩与黑云母花岗岩围岩蚀变的洞段易发生塌方；岩性变化的交界面位置，破坏规模明显增大；破坏类型还与结构面密度相关，随着结构面密度减小，破坏类型由塌方转变为中等岩爆，进一步等级降低为轻微岩爆；微震特征分析表明，岩爆区域微震活动远大于塌方区域微震活动。当微震活动较低时，围岩破坏以塌方为主；当微震事件数>15,微震释放能>1 000 J,围岩破坏以岩爆为主；当微震事件数>20,微震释放能>20 000 J时，围岩可能发生中等岩爆。现场应用表明，该方法可准确预测掌子面前方潜在破坏类型，为类似工程灾害交替发生洞段的安全、高效施工提供参考。