TBM施工方法具有施工速度快、安全性好、洞室成形好、机械化程度高等一系列的优点,正以无可比拟的速度优势逐渐成为深埋长大隧洞施工的首选,但深长隧洞工程施工中极易遭遇断层破碎带等不良地质情况,致使TBM施工中遭遇突水等地质灾害,极易导致TBM损坏、报废等重大事故。众多学者针对钻爆法隧道突水灾害的致灾机理与灾害防治开展了大量研究工作,但对于TBM掘进施工的卸荷特性研究较少,对于TBM掘进扰动下岩体的水力耦合破裂机制和突水致灾机理缺乏清晰认识。因此,充分了解TBM掘进施工中的卸荷特性,阐明其对岩体破裂模式的影响,进而揭示含充填断层隧道TBM掘进诱发防突岩体破裂突水的致灾机理显得尤为重要。本文围绕TBM掘进扰动下岩体水力耦合破裂和突水致灾机理,采用理论分析、室内试验、数值模拟和模型试验等综合研究方法,开展系统研究工作,取得如下创新成果:（1）揭示了钻爆法和TBM施工下围岩卸荷特性、扰动特性及破坏特性的区别。钻爆法施工围岩发生高速动态卸荷,更易形成结构面型破坏;TBM掘进施工围岩发生准静态卸荷,更易形成应力型破坏,滚刀切削作用对围岩的扰动较小,可以忽略不计。（2）基于岩体破坏模式及声发射监测数据阐明了不同卸荷条件下岩体水力耦合破裂机制。初始主应力为0时,准静态卸荷下更易诱发形成应力型脆性破坏,破裂压力更大,破坏瞬间能量释放率更高;快速卸荷下更易形成单一裂缝的拉剪破坏。初始主应力σH<σh时,准静态卸荷下岩体破坏模式为单裂缝劈裂破坏;快速卸荷下岩体破坏模式转变为多裂缝切割破坏;随卸荷速率的增大,岩体的破裂压力逐渐降低。初始主应力σH＞σh时,准静态卸荷下岩体破坏模式为单裂缝劈裂破坏,破裂面粗糙曲折;快速卸荷下水力裂缝更易转向形成复杂的三维裂缝网络,主裂缝面平直光滑;随卸荷速率的增加,岩体的破裂压力逐渐增大。（3）揭示了准静态卸荷下导水裂隙角度及主应力差对水力裂缝扩展形态的影响。低主应力差下准静态卸荷,导水裂隙角度θ<45°时,水力裂缝的扩展方向受最大主应力方向控制,θ>45°时受导水裂隙角度控制;随导水裂隙角度的增大,岩体的破裂压力整体呈增大趋势;法向和切向接触力分布具有明显的方向性,其优势方向与导水裂隙角度近似垂直;高主应力差下准静态卸荷,水力裂缝扩展主要受最大主应力方向控制,导水裂隙角度对主裂缝扩展方向影响较小;当θ≥60°时,最大主应力对水力裂缝扩展的诱导作用达到最大且不再受导水裂隙角度的影响。（4）揭示了 TBM掘进诱发防突岩体破裂突水的全过程。整个突水过程可大致分为六个阶段,阶段Ⅰ:掘进开挖阶段,围岩完整性良好;阶段Ⅱ:掌子面渗水阶段,在拱底形成水洼;阶段Ⅲ:掌子面破裂阶段,股状水流沿掌子面渗出并捎带围岩碎渣一起排出;阶段Ⅳ:防突岩体破裂突水阶段,断层内小粒径颗粒沿导水裂隙被冲出带走;阶段Ⅴ:突水突泥阶段,断层充填物涌入隧道,形成大范围突水突泥;阶段Ⅵ:突水结束阶段,突水通道贯通,涌出水流不携带泥沙。（5）基于多元信息（渗压、应力、位移）的实时监测,揭示TBM掘进扰动下岩体渐进破坏突水的致灾机理。位移场演化规律:位移陡升起始时间要提前于突水发生时间,以此可作为前兆预警信息;突水发生后拱底位移出现二次陡升,表明该突水类型为隔水岩体破裂突水。应力场演化规律:断面Ⅲ处拱顶应力出现小幅回落,围岩应力释放率更高;防突岩体破裂前形成“峰值应力平台”,随后出现应力陡降,以此可作为突水前兆信息。渗压场演化规律:防突岩体破裂前形成“峰值渗压平台”,随后出现应力陡降;对于高压充水倾斜断层突水,突水通道近似与断层方向垂直。