软岩条件下单护盾TBM长距离独头掘进技术研究
该课题依托甘肃引洮供水一期工程开展研究。甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞采用一台单护盾TBM掘进，长度16986米，圆形断面，开挖直径5.75米，管片衬砌后净空直径4.96米。隧洞地质以软岩、极软岩为主，局部洞段地下水位较高具多层承压性，采用国内首台单护盾TBM进行长距离独头掘进，施工风险极大。
课题以单护盾TBM选型配置，设备优化改造，自稳软岩地层快速掘进及运输组织，TBM在不同软岩地质条件下掘进参数及适应性，TBM在Ⅴ类软岩隧洞段施工等作为研究内容。通过对单护盾TBM设备优化改进，使其更适用于在失陷性黄土等软岩地质条件下掘进；总结形成了引水隧洞管片衬砌豆砾石回填灌浆施工工法，适用于软岩地质条件下单护盾TBM施工各项掘进参数及适应性。主要研究成果如下：
(1)TBM选型、设备配置和优化改造。通过地质条件揭露、施工技术参数及技术安全等分析，对TBM选型、设备配置、适应性进行评价优化，提出TBM设计、制造相关建议，完成了刀盘、盾体、后配套等设备优化改造，极大提升了TBM在不良地质洞段的适应能力。
(2)解决管片滚动。分析软岩地质条件下管片滚动产生的原因，利用刀盘重新加工契机，将刀盘单向旋转改造为双向转掘，有效解决了管片旋转施工难题。
(3)完成自稳软岩TBM长距离快速掘进施工研究。以关键工序完成时间为核心，制定各环节、工序完成时间及配套的运输系统，得出了单轨运输距离达到7.0KM左右时，宜在沿线增加固定道岔的结论。
(4)完成TBM在不同地质条件下的掘进参数波动范围及适应性分析：含水率在6.5%～12.3%范围的疏松沙层掘进，应采用多项措施保证连续掘进，特殊情况下停机不宜超过1.5小时。TBM在含水较大的疏松沙层地质掘进风险极大，含水率达到15.4%以上时，不再适应TBM掘进。
(5)对TBM掘进普遍存在的问题进行分析，完成了TBM在不稳定V类围岩掘进施工技术，提出了应对措施。
