TBM工法具有施工速度快、开挖轮廓优质、围岩扰动小、有利于环境保护、劳动强度低和机械化程度高等优点，已成为深埋长大隧（巷）道施工的首选方案和必然发展趋势。然而，相比于传统钻爆法隧（巷）道施工，TBM工法前期设备投资较大，且掘进速度、刀具消耗和项目成本均存在高地质风险。因此，准确预测TBM施工性能对于隧（巷）道施工方法选择、施工进度安排和成本估计具有重要意义。
中国科学院武汉岩土力学研究所地下工程组团队，依托国内某典型TBM施工案例，通过现场原位试验、室内试验和理论分析，在岩体可掘性评价、滚刀磨损规律、刀具寿命预测等方面取得进展：(1) 基于水电工程岩体质量分级方法，建立了现场贯入度指数预测模型；(2) 现场收集20英寸滚刀磨损资料，揭示了20英寸滚刀的磨损规律；(3) 提出新的刀具寿命评价指标，开发了20英寸滚刀寿命预测模型。
相关研究成果发表在Rock Mechanics and Rock Engineering、Tunnelling and Underground Space Technology等期刊上。研究工作得到国家重点基础研究发展计划（973计划）项目及国家自然科学基金重点项目的资助。
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图1.实测FPI与预测FPI的对比
图2.不同刀位号滚刀换刀次数柱状图
图3.不同刀位号滚刀刀圈累计磨损量柱状图
图4.基于完整岩石性质花岗岩地层条件下平均刀具寿命预测图
