作者曾参与建设施工的某国际标段是山西引黄工程系列项目之一，该国际标段主要是由长88公里的地下隧洞及渡槽、埋涵和泄流明渠组成，其隧洞段的施工采用国外采购和现场组装具有世界先进水平的双护盾TBM隧洞掘进机全断面掘进开挖，其中35公里开挖直径4.92米，53公里开挖直径4.82米。
在TBM掘进开挖进程中，可以预料会遇到一些地质意外事故的情况，这将在一定程度上干扰预期的TBM隧洞掘进机开挖进度。当这种情况发生时，应该采取及时的和正确的应急施工方案，使TBM顺利安全地通过该地质缺陷区域，以达到尽量减小应急时间和对工程施工所带来的影响。
简要地讲，在该工程施工进程中预见到的地质缺陷主要有断层、断层渗水或承压水层渗流、空洞和喀斯特区域。针对不同的地质缺陷，将采取相应不同的应急施工措施，以便TBM安全地通过该地质缺陷区域。
下面结合工程建设先前的施工经验和该工程施工实际情况，简要地介绍当TBM遇到这些地质缺陷时的探测方法和及应采取的应急措施，以使TBM顺利安全地通过该地质缺陷区域。
1. 地质缺陷的探测
TBM隧洞掘进机配备有先进的探测设备，当遇见地质缺陷时，该探测设备可以提供快速和可靠的显示信息。为此，当在开挖进程中一旦遇见地质缺陷地段，将通过探测试钻和探测调查来评估该地质缺陷区域延伸情况。
根据本工程相关地质资料，下列地质缺陷可预见到：
  断层
具有一定尺寸的断层将由TBM上的仪器表所显示的穿渗参数值的突然变化以及从开挖料的状态和粒度情况中探测和推断出来。
  断层渗水或承压水层渗流
对此种地质缺陷现象，TBM操作手可由仪器表很容易地探测出来。当遇到此类地质缺陷时，地质工程师将立即进行水样取样和相关的地质分析。
1.3 空洞和喀斯特区域
不难理解，在TBM掘进开挖进程中，此类洞穴恰好在开挖掌子面处，由仪器表所显示的图谱来进行观测。实际上，在开挖掌子面处，此类洞穴占有面积只有超过1.9平方米（大约是开挖断面积的10%）时才能由仪器表上所显示的开挖参数值变化和开挖料的状态探察出来。因此，更小的空穴和纹理在掘进开挖进程中可能不会被探测到，也不会威胁到TBM驱动安全性。只有在对衬砌管片外侧与开挖线间的填料层回填灌浆时，由非正常的灌浆消耗量来证明它们的存在。
2. 地质缺陷的应急施工处理
当遇见上述的地质缺陷时，将采取相应的应急施工处理措施。
2.1 断层
对于此类地质缺陷或类似的地质缺陷，主要利用机装灌浆设备对位于机身下部的地质缺陷区域进行豆粒石回填及灌浆，等回填体固结足以承载时，TBM安全通过该区域。
此类应急处理施工程序如下所示：
断层探测 ? 松散体清理 ? 豆粒石回填（机装泵设备） ? 喷砼回填（豆粒石和水泥浆混合物，机装泵及高压风机设备） ? 回填体固结承载 ? TBM安全通过 ? 预制管片衬砌、豆粒石回填灌浆
2.2 渗水流
对于此类地质缺陷或类似的地质缺陷，主要利用机装灌浆设备对该区域进行固结灌浆处理，或通过机装钻孔设备造排水孔，把渗流水导引至预制管片已衬砌段内，再由机装排污泵引出洞外。
但是，对于不同的情况要具体区别对待，如果伴随着渗水流存在有冲刷物和不稳定体，它们将冲刷和阻塞TBM机头刀片，使之降低掘进性能，甚至停滞下来。如果存在大量的泥状冲刷物和不稳定体而足以使TBM机头刀片被阻塞，在这种情况下，为了使TBM顺利安全地通过该区域，要对该区域进行泥状冲刷物、不稳定体清理和水泥浆灌浆或豆粒石水泥浆灌浆施工，借以形成截水墙，从而可以避免渗水水流冲刷物对TBM掘进开挖及机头刀片工作性能的影响。
此种应急处理的施工程序如下所示：
渗水流探测 ? 钻孔、灌浆（机装专用设备系统） ? 截水墙形成 ? 泥状冲刷物、不稳定体清理 ? TBM安全通过 ? 预制管片衬砌、豆粒石回填灌浆
2.3 空洞和喀斯特
对于处理此类地质缺陷或类似的地质缺陷，所采取处理措施的总体思想是先清理出松散体，然后进行混凝土回填或水泥浆灌浆或豆粒石水泥浆灌浆处理，等回填体固结足以承载而使TBM顺利安全地通过该区域。
对于横向贯穿性空洞和喀斯特地质缺陷，应急处理的施工程序如下所示：
空洞和喀斯特探测 ? 松散体清理 ? 两侧浆砌石挡墙形成或砼回填加固 ? TBM安全通过、预制管片安装 ? 豆粒石回填灌浆
基于被探测到的地质缺陷区域，我们要考虑到的首要问题是TBM机的驱动安全，通过采取以上措施而使TBM安全顺利地通过。
当TBM机驱动掘进时，要关注所遇到的地质缺陷区域的大小是否发展到足以威胁TBM驱动安全。如果遇到的地质缺陷情况足以威胁到TBM驱动安全，由于该地质缺陷的存在足以使TBM驱动掘进时发生沉陷或发生横向移位等不利情况，那么必须采取下列施工措施对该地质缺陷进行处理。
- 尾盾处的豆粒石输送管导引至机头部位。
- 水泥浆灌浆管导引至机头部位。
- 豆粒石输送管输送的豆粒石与水泥浆灌浆管输送的水泥浆通过喷射设备喷射，从而产生一种连续的、均一的混合物。
- 这种在高压风机作用下生成的豆粒石和水泥浆混合物具有均一性能和高强性能。在实际施工过程中，喷射混合物应回填至高出TBM机头下缘的50厘米高程部位。
- 施工所采用的水泥浆的配比为 水泥425#：水：速凝剂（水玻璃）=1：0.5：0.005
- 回填体固结以足以承载而使TBM隧洞掘进机顺利安全地通过。
- 预制管片衬砌安装、豆粒石回填灌浆。
总而言之，TBM隧洞掘进机驱动掘进开挖过程中，当遇见地质缺陷时，应及时地、正确地探测地质缺陷情况，采取相应的紧急处理施工措施，使TBM隧洞掘进机安全驱动，以达到尽量减小应急时间和对工程的影响。