西南艰险山区隧道建设面临着高原高寒、地形高差大、地质条件复杂等方面严峻挑战，应用全断面隧道掘进机（TBM）是高效建成隧道的有效途径之一，但常规TBM已无法满足复杂地质多变隧道施工要求。

为保障TBM安全、高效施工，中铁工程装备集团有限公司与四川大学深地科学与工程教育部重点实验室的科研人员提出了一种适应极端复杂地质环境的新型双结构TBM。

通过对复杂地质条件下TBM工程研究与实践，首先，探讨了不良地质下不同机型TBM的适应性，分析敞开式TBM在高地应力岩爆地层、节理密集带及蚀变岩地层下隧道变形机理；其次，针对岩爆、破碎及节理密集带地层敞开式TBM施工痛点，基于常规敞开式TBM结构，开展预留超前地质预报接口、主机结构增强、强化支护能力和清渣能力、超前释放地应力、安全防护措施、防卡机及脱困等设计，针对单一结构形式TBM面对复杂地质的局限性，建立常规地质“网–喷–锚”敞开支护和不良地质“钢管片–辅推”封闭支护的双结构支护体系。

最后，依托于西南某铁路隧道项目，结合双结构TBM现场应用情况，评价双结构TBM在不良地质条件下的适应性，现场整体掘进率表明，双结构TBM在地质多变隧道施工应用效果良好，对于解决在复杂地质条件下TBM施工有一定的借鉴意义。

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