TBM法施工防卡脱困技术.docx
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TBM法施工防卡脱困技术
施工技术信息
TBM法施工防卡脱困技术
一、综述
1TBM法施工的特点
TBM具有高效、快速、优质、安全等优点,其掘进速度一般是钻爆发的4～10倍。
此外,采用TBM还有利于环境保护和节省劳动力,提高施工效率,整体上比较经济。
TBM掘进技术体现了计算机、新材料、自动化、信息化、系统科学、管理科学等高新技术的综合和集成,在一定程度上反映了一个国家的综合实力与科技水平。
TBM不足之处在于对不良工程地质条件适应性较差，在复杂地质条件下掘进时易出现各种工程地质问题，掘进效率大大降低；一次性投入费用较大；对施工人员的素质要求高。
TBM法施工，在一些工程地质条件较差的局部地段尚可通过一些工程技术手段或两种掘进方法结合解决TBM难题，而当隧道大部分线路都表现为不良工程地质条件时，选用TBM往往出现决策性失误，带来重大经济损失。
2TBM法施工有关的工程地质问题
TBM施工有关的不良地质条件，主要包括地质构造、岩性、地应力和地下水4方面因素，并可细分为不同类别的次级因素。
在TBM施工中会出现各种各样的工程地质问题，绝大多数与不良工程地质条件有关。
有时与一种因素有关，如断层破碎带可引起多种工程地质问题，更多的是几种因素同时存在而引起，即不良工程地质条件和工程地质问题之间存在多种因果关系。
大量工程事故实例分析总结得图1-1中多条关联线，就说明了这点。
就具体工程而言，往往是一种或几种因素为主导，通过一定的相互作用而导致了工程地质问题发生。
这种相互作用在空间上互相关联，在时间上有一定的转化和互为消长。
当几种不利因素组合时易出现一些特大型工程地质问题，威胁到机器和人员安全（如机器损毁等），或构成地质灾害（如洞内泥石流等）。
从图1-2可得出TBM施工的一些基本认识：
构造破碎带与很多工程地质问题有关，是最为不利的控制性地质因素；软岩大变形和突（涌）水、涌泥是极严重的工程地质问题，与岩性和水文地质系统有关。
通过对国内外98例TBM施工工程实例分析后发现：
在TBM施工中，围岩大变形、突（涌）水涌泥、岩爆以及瓦斯突出（含煤地层）是导致重大工程事故的主要工程地质问题，尤以软岩大变形和突（涌）水涌泥为甚。
在已发生的TBM重大工程事故中，约有72%系这二者所引起，其所占比例分别为37%和35%。
富石英硬岩
突水涌泥
图1-1与TBM有关不良工程地质条件中的四大因素及相关工程地质问题
突水涌泥
图1-2TBM施工中主要工程地质问题类型所占比例
二、TBM施工防卡措施
（一）正确决策、选择适当的施工方法
TBM法与钻爆发相比，有许多显而易见的优点，但是也存在对地质适应性差、施工成本高等致命的缺点，选择合理的施工方法，对工程的成败具有决定性的意义。
如果施工方法决策错误，工程会将遭到惨重的失败。
施工方法的选择，必须在地质人员认真细致的地质工作基础上，对TBM施工方法的可行性提出初步意见，再由设计人员根据隧道其他条件就采用常规钻爆法与掘进机法开挖进行技术、经济、安全等方面的比较，从而选择合适的施工方法。
1影响TBM可行性论证的主要地质因素
目前还没有能够适应任何地质条件的“万能掘进机”，TBM只能做到适应大部分或绝大部分地层，因此，在决定采用TBM方法施工之前，必须经过反复论证，特别是对于长大隧道，尽管可行性论证也包括设备性能、工程造价及地质条件等众多内容，但最为重要的是地质条件。
1.1影响TBM施工的隧道围岩地质条件
初步设计阶段若地质勘察表明，隧道围岩处于以下地质环境时，不适宜采用TBM掘进或TBM掘进时将遇到很大困难。
（1）地应力大的塑性软弱围岩，这类围岩因强度低而围压高易产生大的缩径变形。
（2）类砂性土构成的软弱围岩和具中强等级以上膨胀性围岩段，一般不宜采用TBM掘进，特别不宜采用敞开式TBM掘进；
（3）断层破碎带。
主要指那些由碎裂岩与断层泥构成的宽大断层带，此带不但围岩自稳性差或根本无自稳能力，而且大多富水，因此不宜采用TBM施工。
（4）涌泥、漏水严重地段。
若围岩为软弱围岩层、断层带，严重的柱状涌水、漏水将大大恶化围岩的工程地质条件，一般不宜采用TBM掘进。
若采用TBM掘进，将会发生开挖面坍落、坍拱等问题，TBM很难推进。
（5）强烈岩溶发育带。
当隧洞穿过岩溶强烈发育段，隧道将极可能遭遇巨大的岩溶洞穴、充填溶洞或充水溶洞（如暗河通道等），TBM掘进或通过都将极为困难，严重时可能发生掉机、陷机、埋机等事故；
（6）汇水构造地段。
如向斜构造核部，地下水丰富时，易发生埋机事故，特别是由岩溶发育的可溶岩和断层破碎带组成的向斜核部往往会发生严重事故；
1.2影响TBM掘进效率的地质因素
TBM效率能否充分发挥主要取决于掘进岩石的强度、硬度、结构面的发育程度。
（1）岩石的单轴抗压强度
岩石的单轴抗压强度是影响TBM开挖难易的关键因素。
TBM是利用岩石的抗拉强度和抗剪强度明显小于其抗压强度这一特征设计的，一般认为岩石的抗拉强度是抗压强度的1/10～1/20，故一般采用比较容易测的的抗压强度来判断TBM开挖的难易程度，岩石的抗压强度与TBM的掘进速度呈反比关系。
TBM最适用于抗压强度30～150MPa的较坚硬至坚硬岩。
图2-1滚刀作用下岩石破坏机理
（2）岩石的硬度和耐磨性
岩石的硬度越高，石英含量越多，研磨指数越大，岩石的耐磨性越高，道具磨损越大，TBM掘进效率越低。
当石英、长石含量达到70％以上时，岩石单轴抗压强度会达到300MPa以上，整个刀盘的磨损就会很强，从而使刀具不能获得足够的推力，这将导致TBM掘进速度下降，工期延长。
（3）围岩结构面的发育程度及发育方向与隧洞轴线方位的关系
岩石的抗压强度、硬度、耐磨性相同或近似的岩体，但岩体结构面发育不同，则TBM掘进速度不同。
一般情况下岩体的完整程度较低和结构面间距较小时（结构面密度极大、松散的Ⅴ类围岩除外），TBM掘进速度就快，反之掘进效果就会很差，道具磨损严重。
岩体结构面发育密度相同时，对围岩稳定性起关键作用的主要结构面的产状与隧道轴线方位的组合关系，对TBM掘进速度也有一定的影响。
主要结构面与隧道轴向平行或夹角小于30°，且该组结构面倾角小于30°时，TBM掘进效果差。
（4）岩石的柏松比μ和弹性模量E。
柏松比μ较大，弹性模量E较小时，对TBM掘进有利。
2主要工程地质因素的勘察
地质勘察除了应遵循有关规范查明或基本查明隧道主要工程地质条件与问题外，还应针对影响TBM可行性论证及掘进效率的地质环境及地质因素进行详细的勘察和试验研究。
2.1详细勘查阶段应查明围岩性状及出露范围
初步设计阶段对下列情况的地质环境段不但要查明围岩性状，而且要确定其出露范围，并分析对TBM的施工影响程度。
①围岩特别坚硬和特别软弱地段；
②围岩软硬相间且强度变化很大的地段；
③宽大的断层破碎带和节理裂隙密集段；
④开挖后围岩可能发生大变形或塑性流动变形，导致周边岩体挤出段；
⑤明显膨胀岩段；
⑥富水并可能大量涌水的地质构造段；
⑦岩溶洞穴（含空洞、充填溶洞、充水溶洞）发育地段；
⑧隧道易泥化，易造成出碴运输作业等困难的地段。
2.2施工勘察阶段应重点查明对TBM掘进效率有影响的地质因素
①通过钻探查明围岩岩石类型并详细分段；
②现场采用现场岩石点荷载试验或室内岩石单轴抗压强度试验，查明岩石单轴抗压强度；
③通过室内磨片鉴定及耐磨性试验查明各类岩石的石英含量及耐磨指数；
④通过现场弹性波测试及地表测绘，探洞、钻孔、节理裂隙统计，查明岩体节理裂隙的发育规律；
2.3施工阶段
施工开挖时，应因地制宜综合采用地质方法、钻探方法、物探测试方法进行超前探测预报，方能减少施工中的盲目性，降低工程投资，减少隧道施工中的突发性工程与地质灾害。
根据地质人员认真仔细的地质工作，再由设计人员根据隧道其他各种条件，就常规钻爆发开挖、掘进机开挖或钻爆法结合掘进机法开挖进行技术经济比较，从而选择出合适的施工方法。
3施工方法决策错误导致工程失败的典型实例
3.1印度DulHasti水电工程引水隧洞
该隧洞穿越印度克什米尔地区西印度河支流Chenab河弯，从Dul大坝（高程1225m）向Hasti电站（高程1020m）引水，原设计长9460m。
主要岩性为石英岩和千枚岩，少部分片麻岩和云母片岩。
由于对Kishtwar高原的古河道沉积认识与钻探结果不一致，又先后于1989和1992年进行地质勘察，得到了该谷地为右行雁列式Kishtwar断层控制的地堑构造沉积的新认识。
历时12年（1991～2003年）建成，期间发生了数次突水、突泥。
2000年2月在K2+837处的断层破碎带中TBM被卡8个月，机器损毁。
穿过地质问题段，TBM花费了20多个月，钻爆法从下游施工及在上游代替TBM花了33.5个月（图2-3）。
最终TBM施工段长4230m，钻爆法施工段长6356m（图2-4）。
两种方法平均进尺36m/月。
图2-3DulHasti水电工程引水隧洞穿过地质灾害区段时间和月进尺对比
图2-4DulHasti水电工程引水隧洞上、下游分别采用TBM和DBM施工情况对比
3.2台湾北宜高速公路雪山隧道
对于12.9km长的雪山（坪林）公路隧道，原计划采用TBM掘进大约要4.5年即可贯通，较采用钻爆法施工需要15年的时间才能完成有很大优势。
出于后勤方面原因，采用双筒式、单流向、双车道设计，由东向西进行隧道上坡开挖作业。
这样，隧道就必须从整条线路最困难和破坏最为严重的山岭区段开始施工。
台湾位于欧亚板块的东部边缘地带，由于菲律宾板块在其下推移使其受到挤压隆起。
台湾岛的东部边缘地带由很硬的、严重受挤压的、断裂剪切破碎和风化严重的石英质砂岩组成，夹有砂岩/粉砂岩组成的稳定沉积岩层。
雪山山脉基本由轻度变质的沉积岩层组成，东南翼部分受到菲律宾板块与欧亚大陆板块碰撞的影响。
雪山隧道线路位置无法选择，必须穿越多处褶皱及断层带，已明确知道在东段3.5km长度内有5条重要断层。
然而东段钻爆法施工地质编录发现，在四棱砂岩层中平均每隔约50m至少就有1条规模不等的剪裂带。
隧道的设计工作早在20世纪80年代就已经开始，有10多家咨询工程公司参与了不同阶段研究设计工作。
DelewCather（美国）、GeoConsult（奥地利）和CECI（中国台湾）进行了可行性研究。
参与设计的各方一致认为，钻爆法不仅只是开始施工时的辅助施工方法，而且在掘进隧道东段的断裂和剪切破碎带时也是最适用的施工方法；掘进机只是在向西的整体性好且稳定的地段中才显示优越性。
在施工文件细部设计中规定，从隧道的东洞口起，3个隧道全部以钻爆法施工，直至进入适合用掘进机的地段为止。
坪林、头城两地高差达160m，故采单向爬坡规划，由头城端一路爬升，平均坡度为1.25%。
风化岩层和茂密的植被使得钻探非常困难。
沿12.9km长隧道线施做69个钻孔的大部分和其他辅助调查都是在东洞口段范围内进行的，且只有很少的钻孔穿过厚达750m覆盖层到达了隧道高程。
早期在台湾北端和东海岸进行铁路隧道掘进经验表明，严重的断裂和剪切带以及大的地下涌水会给施工带来极大困难。
在这样困难的地质条件下，订购3台掘进机计划在48个月工期内掘进贯通这座隧道的2个行车孔洞。
雪山隧道工程艰难之处，主要在于穿越极度恶劣的地质条件，包括6处断层、98处剪裂带，出现36处地下涌水、63次塌方，TBM26次被卡。
历时15a（1991～2006年）建成，2006年6月18日通车。
3.3云南掌鸠河引水供水工程上公山隧洞
为解决昆明市供水问题而兴建的掌鸠河引水供水工程，输水线路总长97.258km，其中隧洞16座，总长85.655km。
上公山隧洞是该工程中最长的隧洞，全长13.769km，设计直径3.00m，穿越地层主要为下元古界黑山头组石英砂岩、板岩、粉砂岩，震旦系灯影组（Zbdn）白云岩、白云质灰岩，用美国Robbins公司生产的φ3.665m双护盾TBM进行开挖。
该隧洞于2003年4月正式开始掘进后，多次出现塌方、突水、管片破裂、TBM护盾受损、TBM被卡（表2-1）。
2005年9月底，在K7+568处TBM发生第8次重大卡机事故后停机10个月。
原计划2005年底完成隧道施工，实际刚过半。
结果TBM拆卸后被DBM所取代。
表2-1云南上公山隧洞主要工程地质问题一览表
3.43个典型工程实例的共性
上述3个典型TBM隧道工程教训深刻，可总结出6个方面共同特征（三个工程的详细对比情况请参看表2-2）。
（1）位于现代构造活动强烈地区
DulHasti隧洞位于印度板块同欧亚板块碰撞带的主中央逆冲带（MCT）上，印度板块以4.4cm/a的速度向北俯冲到欧亚板块下；雪山隧道在菲律宾板块与欧亚板块接触带上，前者向下俯冲速率为8cm/a；上公山隧道在中国西南板块内大规模走滑构造控制部位，位移速率8mm/a。
这3个地区现代构造活动强烈，构造应力较大，地震活动频繁，既有水平侧向走滑变形，也存在垂向隆升（图2-5）。
位于现代构造活动区内的隧道，构造应力集中，岩体破碎，往往出现软岩大变形、硬岩岩爆及TBM刀头前方掌子面塌方等工程地质灾害。
图2-53个TBM隧道工程在东南亚大地构造图上位置
（2）硬岩中出现大规模突（涌）水
DulHasti水电工程引水隧洞从上游开始就通过细粒石英含量高达95%～98%的浅灰色厚层块状石英岩，节理化岩体中发育近直立剪切带。
通过精细矿物学研究发现，石英岩受构造变形破碎成石英质糜棱岩，黏聚力小而脆性强，开挖出碴为粉粒含量很高的“面粉”结构。
同样剪切带充填物中有大量此类无内聚力的物质，在高水头下极易解体破碎。
1991年底在K0+666处流量为200～1000L/s的突水持续了1周。
1992年5月在K1+194处发生了厚为2.5m、从TBM刀头向后50m的泥石流，在右侧拱顶形成空穴，持续了2周时间。
4.5个月后流量稳定在200L/s，而从该处流出的土水总计达6.3×104m3。
雪山隧道四棱砂岩层，以厚层浅灰、灰白色石英岩质砂岩或石英岩为主，夹暗灰色硬页岩。
岩质坚硬致密，强度很高，但具脆裂性、节理多而密集、透水性强，形成良好地下储水层及地下水通路。
1997年底东口K39+902.5通过该坚硬岩层时，遭遇750L/s的大涌水，产生塌顶，TBM夹埋受困，延误很长时间。
TBM机被拆除改为了钻爆法施工。
2004年10月20～21日昆明上公山K6+709～K6+808石英砂岩含量70%～80%，粉砂质板岩含量20%～30%，出碴车斗中不规则岩块大小一般3～10cm，最大20～30cm，含量80%，其余为岩粉，发生了较大突（涌）水事故（图2-6）。
图2-6上公山隧道K6+808处后护盾左侧窗口见到坚硬的石英质砂岩和较大水流
表2-23个TBM遇险隧道工程情况对比
（3）隧道线路调整
上公山隧道在K4+350处轴线向西调直，更靠近其西侧的背斜轴，以尽可能避开其左前方平行于背斜轴的4条压扭性断层（F78，F51～F53）集中部位。
1991年底在DulHasti引水隧洞K0+666处，原直线改为绕过Kishwar地堑的近环形的新线，长度增加了1157m。
1997年底雪山隧道特大涌水后，用3座通风竖井中的2#竖井增加了西行线的2个工作面。
而东行线仍采用顶导坑开挖并恢复用TBM法全断面开挖。
3个实例都说明了前期地质勘察工作存在一定不足之处，甚至有不正确的地质构造认识。
开挖遇到复杂地质条件后，补充了地质勘察工作，对前期结果，尤其是地质结构模型进行了修正。
（4）TBM法半途被DBM法取代
2000年2月21日在DulHasti引水隧洞桩号K2+873处左侧平洞掌子面塌方出现卡机，机器毁坏，从而放弃了TBM而改用DBM施工。
2005年9月上公山隧洞在K7+568处停机10个月后，TBM被放弃改采DBM。
1996年2月雪山隧道导坑TBM第10次受困，在四棱砂岩段改用DBM；1997年12月西行线全改用DBM。
由此可见，确定深埋长隧道最佳施工方法或方法组合是建立在对隧道沿线地质条件有充分认识的基础上。
这一过程是个迭代过程，需要仔细和通盘考虑前一阶段设计、勘察及施工的主要影响因素。
（5）工期和费用超出计划和预算
雪山隧道原设计采用TBM是因为其快速高效，但施工期间遭遇台湾工程史上未曾面对的困难，造成工程严重受阻且进度大幅落后，使得通车时间比预估的1998年晚了8a，于2005年12月才全部完成土建工程作业。
上公山隧洞完成时间比原计划滞后1a，而DulHasti引水隧洞完工比原计划延迟至少4a。
工期延长、处理地质灾害费用增加而超出了预算。
如按台湾地区贯例，在20世纪80年代末以价格固定的一揽子合同方式同承包商谈判，而当时只掌握很少的地质情况资料，结果是支出大大超出了预算。
施工公司在该工程中已经损失近20亿元新台币。
（6）承包商的更换
这3个工程实例都有国际商团企业参加。
在遇到重大不良地质问题时所积累的经验及教训使业主重新考察和检验原来承包商资质，经艰苦谈判后更换了承包商。
1989年印度国家水电公司选中法国国际财团承包该工程，1997年改由Jaiprakash（印度）和StattkraftAnlegg（挪威）组成的联营体承包，1999年业主请来了更专业的承包商Roborotec（罗马尼亚）；2005年10月上公山隧洞意大利CMC公司退出，由中铁十六局改用钻爆法施工。
1991年台湾最大的一家建筑工程公司RSEA获得了修建雪山隧道工程的合同。
雪山隧道工程的发包没有采取国际招标方式进行，只是在RSEA公司和TA-NEEB（台湾捷运工程局）间进行磋商。
RSEA公司虽有在台湾使用钻爆法掘进困难隧道工程的经验，但未使用过掘进机。
RSEA公司同法国SpieBatignolles建筑工程公司签订了关于掘进大直径双行车道“技术合同”。
自1992年12月使用TBM探洞只掘进了1080m。
RSEA于1995年l1月解除同SpieBatignolles公司合同。
俄罗斯隧道施工公司在西伯利亚用罗宾斯掘进机施工过铁路隧道。
受RSEA公司委托其负责掘进机施工。
从1996年5月和8月开始两台掘进机分别掘进了653和456m后停在隧道内。
探洞内掘进机自1996年2月刀头第10次被卡住后就停止了前进。
4遇险工程说明的问题
印度克什米尔、中国云南和台湾省3个TBM遇险并被常规钻爆法所取代的实例说明，在现代构造作用活跃、岩体破碎且地下水较丰富的复杂工程地质条件区间选择掘进方式时，面临的最大问题是地质条件的不确定性和不可预知性。
单靠现有技术改进和工程经验已不能很好地解决问题，需对此进行详细的风险分析并在设计中制定应对这种风险的工程措施。
很多情况下有怀疑意识的决策要好于忽略怀疑的决策；决策时忽略其中有疑问的地方可能带来严重后果，而正确对待不确定部分才能更灵活地决策。
在现有科学技术条件下，单纯追求和依赖先进机械而认为其对极复杂地质条件的适应性可无限拓展和改进，并不正确。
与常规钻爆法相比，使用TBM确有很多好处，但3个实例表明，TBM并不是一个无风险技术，若在不适合TBM施工的地区选择采用TBM法施工，发生卡机、塌方、突（涌）水甚至机器被埋等恶性工程事故的可能性很大，这样不仅不能体现出TBM的安全和速度优势，相反可能会拖延工期。
过分相信TBM对地质的适应性，而对后果估计不足往往造成决策性失误。
想得到1台适用于多种复杂地质条件的混合型多功能掘进机几乎不可能。
是否选用TBM法施工需经多学科专家论证，以便科学决策。
（二）正确选择合适的机型
TBM是专用性强的工程机械，正确选择TBM机型是TBM隧道施工顺利与否的关键。
TBM选型主要考虑地质条件、隧洞埋深及断面尺寸，尤其是隧洞沿线的工程地质条件及水文地质条件是确定TBM机型最主要的因素。
各类TBM都有长处和短处，如何扬长避短，充分发挥出TBM的掘进速度和增加有效掘进时间，才是选型中需要考虑的关键。
目前还没有一种可在任何地质条件下都能够掘进施工的TBM。
因此，全洞线80%的地质条件适合什么机型，就应该选择什么机型，对那些会滞缓掘进速度、不适合TBM施工的不良地质洞段预先通过其他方法进行处理，不失为一种明智的抉择。
1选型依据
（1）隧道设计参数（包括隧道的断面形状和几何尺寸、长度、埋深、坡度、曲线半径、隧道的座数和相互位置等）；
（2）隧道沿线的地质资料；
（3）隧道的地理位置环境因素；
（4）隧道施工进度。
2选型方法
2.1分类顺序法
根据选型依据，结合TBM分类情况，按顺序选择TBM。
2.1.1由隧道洞线走向选择TBM
（1）竖井
隧道轴线垂直于地面，应选择竖井TBM。
美国Robbins公司是设计制造竖井TBM最有经验和业绩的厂家，可列为首选。
（2）斜井
隧道轴线倾斜于地面则应选择斜井TBM，德国Wirth公司是设计制造斜井TBM最有经验的厂家，可列为首选；
（3）平洞
隧道轴线与地面交角小于3%，就可以选择平洞TBM。
平洞TBM应用最广泛，型号也多，可选择的生产厂家也多，是选型的重点。
2.1.2由隧道的地质条件选择TBM
TBM可分为开敞式、单护盾式、双护盾式和扩孔式。
由于扩孔TBM现已很少使用，所以这里只阐述开敞式和护盾式掘进机对地质的适应性。
（1）开敞式TBM，是利用支撑机构撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力及扭矩的全断面岩石掘进机。
他适应于岩石整体性较好的隧道。
在隧道岩石不但能自稳，而且岩石强度能承受水平支撑的巨大支撑力，还能承受掘进机头部接地比压而不下沉的地质条件下，能充分发挥其快速掘进的效能。
但是，由于任何隧道的地质状况、围岩性质都存在不一致性，因此开敞式TBM除具备进行硬岩掘进的性能外，还应该具备在不借助其他手段和措施的条件下，具有通过软弱围岩、断层等不良地质的能力，独立完成隧道的掘进。
这种能力表现在TBM根据岩性不同选择配置支护设备上,包括锚杆机、混凝土喷射机、钢拱架安装机、超前钻机、管棚钻机等。
（2）护盾式TBM，在整机外围设置与机器直径相一致的圆筒形护盾结构，用于开挖松软破碎或复杂岩层的全断面岩石掘进机。
可分为单护盾TBM、双护盾TBM以及三护盾TBM，由于三护盾TBM还在研制阶段，这里不予以比较。
①单护盾TBM。
适应于软岩地层以及自稳时间相对较短、地质条件较差地层。
隧道岩石仅仅能自稳、不坍落，但承受不住水平支撑的巨大支撑力，则必须采用辅助推进油缸将破岩力传递到混凝土管片上，这就需要选择单护盾TBM，其作业原理类似于盾构。
由于护盾的作用，可以大大减轻掘进机头部接地比压，从而避免掘进机的下沉。
与双护盾TBN相比，掘进与安装管片两者不能同时进行，施工速度较慢。
②双护盾TBM，双护盾TBM综合了敞开式TBM与单护盾TBM的特点，既有撑靴又有护盾，使TBM对不同地质条件的适应能力大大增加。
遇软岩不能承受撑靴的压力时，由盾尾辅助推进油缸支撑在已经拼装好的管片上推进刀盘破岩前进；遇硬岩时，则靠撑靴撑紧洞壁，由主推进油缸推进刀盘破岩前进。
双护盾TBM可使开挖、衬砌同步进行。
与开敞式TBM不同的是双护盾TBM具有全园的护盾，与单护盾TBM不同的是双护盾TBM在地质良好时可以掘进与安装管片同步进行。
伸缩护盾形式是双护盾TBM的独有技术特点，是实现软硬岩作业转换的关键。
2.1.3由隧道转弯半径选择
单T型支撑转弯半径小，一般可控制在大于400m；双X型支撑转弯半径大，一般可控制在大于700m；
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