張世豪，李 彤，李 璇，郝保安，石 春

(1. 中交隧道工程局有限公司，北京 100102； 2. 江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 南京 210041；3. 南京坤拓土木工程科技有限公司，江蘇 南京 210041； 4. 江蘇省隧道與地下工程技術(shù)研究中心，江蘇，南京 210041；5. 南京工業(yè)大學(xué) 巖土工程研究所，江蘇 南京 210009)

0 引 言

近年來，地鐵建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，盾構(gòu)施工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。盾構(gòu)施工具有機(jī)械化程度高、對(duì)周邊環(huán)境影響小、作業(yè)安全、質(zhì)量高、進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)[1]，已經(jīng)成為地下隧道施工的主要施工方法。

國內(nèi)外的理論研究和工程實(shí)踐表明，影響盾構(gòu)掘進(jìn)性能的因素包括：機(jī)械參數(shù)、地質(zhì)因素和施工組織管理。盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)因掘進(jìn)地層的不同存在差異[2]，可通過將工程地質(zhì)勘察和動(dòng)態(tài)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化整合[3]，總結(jié)掘進(jìn)參數(shù)在不同地層間差異性的量化規(guī)律，提高掘進(jìn)效率。

盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械參數(shù)主要包括刀盤轉(zhuǎn)速、總推力、刀盤扭矩等，各機(jī)械參數(shù)之間存在相關(guān)性。地質(zhì)因素有巖石強(qiáng)度，巖體完整性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀和地下水情況等。黃建丹等[4]依托成都地鐵盾構(gòu)隧道工程，總結(jié)分析掘進(jìn)速率與其他參數(shù)間關(guān)系，建立了成都漂石地層中的掘進(jìn)速率模型；羅華等[5]依托吉林引松供水隧道工程，分析在不同巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度、完整性系數(shù)的條件下，刀盤貫入度與總推力、刀盤扭矩之間關(guān)系的變化規(guī)律；劉明月等[6]基于秦嶺隧道施工相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)表征掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)效率的指標(biāo)與巖石單軸抗壓強(qiáng)度、圍巖等級(jí)、圍巖類型等地質(zhì)因素之間的關(guān)系進(jìn)行分析；杜立杰等[7]以東北某特長隧道工程為背景，研究了貫入度與主要地質(zhì)因素間的關(guān)系；楊繼華等[8]采用可拓學(xué)理論，選取影響 TBM 掘進(jìn)效率的若干地質(zhì)因素建立物元模型，對(duì)影響因素指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)及掘進(jìn)效率分級(jí)；宋克志等[9]結(jié)合重慶越江隧道盾構(gòu)掘進(jìn)工程，分析了泥巖砂巖交互地層條件下，各因素對(duì)每轉(zhuǎn)切深和掘進(jìn)速率的影響規(guī)律；盧瑾等[10]根據(jù)南水北調(diào)西線工程中的圍巖地質(zhì)條件，分析了巖石力學(xué)參數(shù)不同時(shí)掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速率的變化規(guī)律；李厚峰[11]對(duì)比研究了嶺南、嶺北不同地質(zhì)環(huán)境下圍巖的巖性對(duì)掘進(jìn)速率的影響；江華等[12]以北京地鐵9號(hào)線盾構(gòu)工程為背景，研究了盾構(gòu)總推力、刀盤扭矩和螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)推力速度的影響；R.RIBACCHI等[13]研究了高強(qiáng)度、低破碎性片麻巖地層隧道開挖中，巖體質(zhì)量對(duì)雙護(hù)盾TBM施工性能的影響；J.HASSANPOUR等[14]研究了地質(zhì)參數(shù)(巖石單軸抗壓強(qiáng)度、節(jié)理間距、RQD)對(duì)TBM性能的影響； LIU Quansheng等[15]建立了巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度、巖體完整性系數(shù)、結(jié)構(gòu)面和隧道軸線夾角、隧道覆蓋層與貫入度之間的經(jīng)驗(yàn)公式；E.FARROKH 等[16]對(duì)各種預(yù)測掘進(jìn)機(jī)貫入度的方法進(jìn)行了對(duì)比研究。

既有研究成果中，盾構(gòu)掘進(jìn)性能常用貫入度(penetration rate)、掘進(jìn)速率(advance rate)等指標(biāo)表示。盾構(gòu)機(jī)單位轉(zhuǎn)速內(nèi)推進(jìn)的長度為貫入度，單位時(shí)間內(nèi)推進(jìn)的長度為掘進(jìn)速率。這些指標(biāo)從工期的角度定義了掘進(jìn)性能，但是沒有考慮到設(shè)備完好率對(duì)工期的影響和制約。因此，筆者依托深圳市城市軌道交通8號(hào)線一期工程，提出一種新的表征掘進(jìn)效率的方法，分析了微風(fēng)化花崗巖和中等風(fēng)化花崗巖地層條件下機(jī)械參數(shù)、地質(zhì)因素對(duì)掘進(jìn)效率的影響，并根據(jù)影響性分析結(jié)果分別給出了高掘進(jìn)效率和高掘進(jìn)速率條件下的掘進(jìn)參數(shù)控制方法。

1 工程背景

1.1 工程概況

深圳市城市軌道交通8號(hào)線一期工程，深外站至鹽田站盾構(gòu)區(qū)間左線起止里程為ZDK50+658～ZDK51+754.273，右線起止里程為YDK50+682～YDK51+ 647.239。采用平行雙洞雙線結(jié)構(gòu)形式，線間距為10.8 m，隧道底板埋深高程范圍-5.20～22.50 m。以右線盾構(gòu)區(qū)間(始發(fā)線)為研究對(duì)象。

1.2 地質(zhì)概況

盾構(gòu)施工段隧頂覆土情況，自上而下地層包括素填土、填碎石、填塊石、可塑狀粉質(zhì)黏土、硬塑狀粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r、塊狀強(qiáng)風(fēng)化中細(xì)粒花崗巖、中等風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r和微風(fēng)化中細(xì)粒花崗巖。盾構(gòu)穿越軟質(zhì)巖地層為全～強(qiáng)風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r，其中穿越硬質(zhì)巖地層包括中等風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r和微風(fēng)化中細(xì)粒花崗巖。工程勘察揭示：中等風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值43.6 MPa，巖石質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。微風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值86.5 MPa，巖體基本質(zhì)量等級(jí)可劃為Ⅲ～Ⅱ級(jí)?？辈祀A段的巖土體的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1。

表1 地層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

1.3 盾構(gòu)機(jī)概況

工程右線采用土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，使用了復(fù)合式(輻條+面板)的結(jié)構(gòu)形式，刀盤開口率36%，開口幅寬520 mm，刀具配有4具17寸中心雙聯(lián)滾刀，31具18寸單刃滾刀、8具130 mm邊刮刀和36具130 mm切刀，正面滾刀的軌跡間距為100 mm，邊緣滾刀的軌跡最小間距為9.59 mm；滾刀的承載力為25 T，其他主要技術(shù)參數(shù)如表2。

表2 盾構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)

2 現(xiàn)場掘進(jìn)與采樣試驗(yàn)

2.1 掘進(jìn)數(shù)據(jù)采集

采用的土壓式盾構(gòu)機(jī)主要由機(jī)械和電氣兩大系統(tǒng)組成。其中機(jī)械系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)執(zhí)行盾構(gòu)機(jī)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作，電氣系統(tǒng)包括PLC調(diào)節(jié)和控制主機(jī)及其他系統(tǒng)，操作人員可以訪問得到電腦里記錄的各項(xiàng)參數(shù)，如：掘進(jìn)速率、刀盤扭矩、刀盤轉(zhuǎn)速、千斤頂推力、土倉壓力、注漿參數(shù)、各種溫度、盾構(gòu)姿態(tài)等。

采集右線兩段均質(zhì)地層的掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行研究，分別是264～280環(huán)全斷面微風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r地層和285～310環(huán)全斷面中等風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r地層，取每環(huán)掘進(jìn)參數(shù)的平均值作為該環(huán)的掘進(jìn)參數(shù)，掘進(jìn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表3。

表3 盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2 巖石參數(shù)獲取

勘察資料中的巖石強(qiáng)度參數(shù)取自相鄰數(shù)十米的勘查取樣孔，取樣密度難以滿足逐環(huán)分析的要求。根據(jù)勘察資料，劃為同層的花崗巖其強(qiáng)度變異性較大，若干環(huán)內(nèi)掘進(jìn)同種地層，實(shí)際掌子面的圍巖強(qiáng)度可能差異極大。通過從皮帶輸送機(jī)末端取較大巖渣顆粒進(jìn)行點(diǎn)荷載試驗(yàn)，并結(jié)合鉆探取芯樣進(jìn)行室內(nèi)巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，獲得掘進(jìn)均質(zhì)地層時(shí)每一環(huán)的實(shí)際地層強(qiáng)度。將點(diǎn)荷載強(qiáng)度換算為飽和單軸抗壓強(qiáng)度[17]，如式(1)：

(1)

式中：Rc為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度，MPa；Is(50)為等價(jià)巖心直徑50 mm等效點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)，MPa。

對(duì)鉆孔取芯(圖1)進(jìn)行巖芯采取率(RQD)現(xiàn)場量測，根據(jù)文獻(xiàn)[18]中的RQD指標(biāo)與巖體體積節(jié)理數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，近似得到掘進(jìn)地層巖體體積節(jié)理數(shù)Jv，如式(2)。式(2)對(duì)立方體或條狀的塊體的適用性較強(qiáng)[19]，可以較好反映現(xiàn)場實(shí)際情況。

RQD=110-2.5Jv

(2)

圖1 掘進(jìn)施工時(shí)鉆孔取芯

根據(jù)GB/T 50218—2014 《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，Jv與巖體完整性系數(shù)Kv的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4。對(duì)表4中各分段區(qū)間作線性插值，結(jié)合式(2)，實(shí)現(xiàn)了RQD與Kv的單值對(duì)應(yīng)，間接實(shí)現(xiàn)了完整性系數(shù)的現(xiàn)場簡易量測。

表4 Jv與Kv的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 掘進(jìn)效率影響因素分析

3.1 掘進(jìn)效率定義

影響掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的機(jī)械因素主要包括：推力、轉(zhuǎn)速、扭矩、刀具的數(shù)目及間距、刀具的直徑、刀具邊緣厚度、刀具的材料以及刀具磨損程度、刀盤直徑、刀盤形狀、刀盤剛度、后配套系統(tǒng)參數(shù)等。對(duì)于掘進(jìn)機(jī)工作性能影響的主要可控因素為推進(jìn)力和轉(zhuǎn)速，當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)不同類型地層時(shí)，圍巖類型發(fā)生改變，盾構(gòu)掘進(jìn)速率和扭矩也會(huì)隨之改變。

盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)速率決定工期。刀盤扭矩可以推測主軸工作狀態(tài)與刀具磨損情況，為滿足工期要求和設(shè)備完好率要求，需要在掘進(jìn)速率和刀盤扭矩間求得平衡，以在保證設(shè)備完好的條件下最大限度發(fā)揮設(shè)備潛能，提高掘進(jìn)速率。定義掘進(jìn)效率α如式(3)：

α=v/T

(3)

式中：v為掘進(jìn)速率，mm/min；T為刀盤扭矩，MNm。

根據(jù)現(xiàn)場采樣得到的巖石抗壓強(qiáng)度和完整性系數(shù)，以及現(xiàn)場記錄的掘進(jìn)參數(shù)，以掘進(jìn)效率α為縱坐標(biāo)，并分別以巖石抗壓強(qiáng)度、完整性系數(shù)、刀盤轉(zhuǎn)速和刀盤總推力為橫坐標(biāo)作散點(diǎn)圖和回歸分析，得到機(jī)械參數(shù)和地質(zhì)條件對(duì)掘進(jìn)效率影響的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。

3.2 掘進(jìn)效率與巖石堅(jiān)硬關(guān)系

巖石堅(jiān)硬程度是影響盾構(gòu)掘進(jìn)的重要因素之一，飽和單軸抗壓強(qiáng)度是反映巖石堅(jiān)硬程度的最主要指標(biāo)。掘進(jìn)效率與巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度之間關(guān)系如圖2。由圖2可知，掘進(jìn)效率與巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度負(fù)相關(guān)，巖石越堅(jiān)硬，滾刀壓碎、剪切圍巖需要的力越大。盾構(gòu)刀盤功率一定，導(dǎo)致掘進(jìn)速率和掘進(jìn)效率非線性降低。巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為30～60 MPa時(shí)掘進(jìn)效率>4.0，當(dāng)飽和單軸抗壓強(qiáng)度>90 MPa時(shí)掘進(jìn)效率平均值已低于2.0，但飽和單軸抗壓強(qiáng)度>120 MPa時(shí)掘進(jìn)效率逐漸趨于穩(wěn)定值1.3。掘進(jìn)效率與巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系如式(4)，可以用冪函數(shù)近似，且兩者相關(guān)性較好(R2=0.817)。

(4)

圖2 巖石單軸抗壓強(qiáng)度和掘進(jìn)效率的關(guān)系

3.3 掘進(jìn)效率與巖體完整性關(guān)系

巖體完整性和結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度是影響盾構(gòu)掘進(jìn)效率的另一個(gè)重要因素，它會(huì)影響巖石裂紋的產(chǎn)生密度和剝落巖片的大小。巖體完整性系數(shù)和掘進(jìn)效率的關(guān)系如圖3。

圖3 巖體完整性系數(shù)和掘進(jìn)效率的關(guān)系

由圖3可知，隨著巖體完整性系數(shù)的增大，巖體風(fēng)化程度降低，掘進(jìn)效率降低，破碎單位體積圍巖需要制造更多的裂紋，滾刀對(duì)圍巖進(jìn)行破壞時(shí)需要消耗更多的能量。當(dāng)巖體完整性系數(shù)<0.35時(shí)掘進(jìn)效率在3.5以上，巖體完整性系數(shù)>0.55時(shí)掘進(jìn)效率降均<2.5。隨著巖體完整性系數(shù)的進(jìn)一步增加，當(dāng)巖體完整性系數(shù)>0.7時(shí)，掘進(jìn)效率趨近于1.3。而現(xiàn)場掘進(jìn)微風(fēng)化地層時(shí)若掘進(jìn)效率>1.3扭矩逼近限值，但若扭矩進(jìn)一步降低，則導(dǎo)致掘進(jìn)速率降低，參數(shù)分析結(jié)論與現(xiàn)場施工參數(shù)控制經(jīng)驗(yàn)相符。可以將微風(fēng)化地層的初始掘進(jìn)效率定為1.3，通過觀察設(shè)備負(fù)載和掘進(jìn)速率對(duì)參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)節(jié)。巖體完整性系數(shù)和掘進(jìn)效率的關(guān)系可用冪函數(shù)近似，如式(5)。以工程中樣本算得經(jīng)驗(yàn)方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.882。

(5)

3.4 掘進(jìn)效率與總推力關(guān)系

總推力為各刀具總推力、盾殼與圍巖之間的摩擦力、鉸接阻力等之和，是產(chǎn)生掘進(jìn)速率和刀盤扭矩的重要因素之一。在微風(fēng)化地層和中等風(fēng)化地層中，掘進(jìn)效率和刀盤總推力關(guān)系的散點(diǎn)圖和回歸曲線如圖4。在不同地層中掘進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格禁止長時(shí)間超載工作，所以總推力越大，表明地層堅(jiān)硬程度和完整性越強(qiáng)，滾刀破巖阻力增大，且盾殼與圍巖的摩擦、鉸接阻力等也相應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)一步降低了掘進(jìn)效率。

圖4 總推力和掘進(jìn)效率的關(guān)系

在微風(fēng)化花崗巖中，總推力F在14 000～18 000 kN之間時(shí)，掘進(jìn)效率為1.4～3.2，掘進(jìn)效率平均值約2.3；總推力在22 000～26 000 kN之間時(shí)，掘進(jìn)效率為1.4～1.8，掘進(jìn)效率平均值約1.6。在中等風(fēng)化花崗巖中，總推力<14 000 kN時(shí)掘進(jìn)效率總體大于3.0；總推力>15 000 kN時(shí)掘進(jìn)效率趨近于2.2。總推力增大時(shí)，相對(duì)于微風(fēng)化花崗巖，盾構(gòu)掘進(jìn)中等風(fēng)化花崗巖的掘進(jìn)效率降低速度較快，中等風(fēng)化地層中總推力對(duì)掘進(jìn)效率的影響程度較大，而微風(fēng)化地層中總推力對(duì)掘進(jìn)效率的影響程度較低。掘進(jìn)效率與總推力之間近似呈反比例函數(shù)關(guān)系，微風(fēng)化地層、中等風(fēng)化地層中掘進(jìn)效率與總推力之間的經(jīng)驗(yàn)公式如式(6)、式(7)：

(6)

(7)

3.5 掘進(jìn)效率與刀盤轉(zhuǎn)速關(guān)系

刀盤轉(zhuǎn)速也是影響掘進(jìn)速率和刀盤扭矩的因素之一?？偼屏σ欢〞r(shí)，刀盤轉(zhuǎn)速與刀盤扭矩正相關(guān)，是控制設(shè)備完好率的關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)?shù)侗P轉(zhuǎn)速和總推力共同增大時(shí)，刀盤扭矩與主軸負(fù)載相應(yīng)增大，應(yīng)關(guān)注并控制刀盤扭矩使之不超過限值。刀盤轉(zhuǎn)速和掘進(jìn)效率的關(guān)系如圖5

由圖5(a)可知，微風(fēng)化地層中，掘進(jìn)效率平均值約為2.03，刀盤轉(zhuǎn)速平均值約為1.45 rpm。結(jié)合圖4(a)可知，低推力大轉(zhuǎn)速施工時(shí)的掘進(jìn)效率最高，大推力低轉(zhuǎn)速掘進(jìn)效率均低于低推力大轉(zhuǎn)速施工時(shí)的掘進(jìn)效率，大推力大轉(zhuǎn)速施工時(shí)由于扭矩最大導(dǎo)致掘進(jìn)效率更低。

由圖5(b)可知，中等風(fēng)化地層中，掘進(jìn)效率平均值約為3.18，刀盤轉(zhuǎn)速平均值約為1.56 rpm。結(jié)合圖4(b)可知，低推力且中等刀盤轉(zhuǎn)速(n=1.56～1.6 rpm)時(shí)掘進(jìn)效率最高，而低推力大轉(zhuǎn)速時(shí)的掘進(jìn)效率和大推力低轉(zhuǎn)速時(shí)的掘進(jìn)效率相似，原因在于中風(fēng)化地層完整性較差(低于微風(fēng)化地層)，刀具和掌子面之間存在脫空，過高的轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致刀具空轉(zhuǎn)，存在能量利用率降低的情況。

圖5 刀盤轉(zhuǎn)速和掘進(jìn)效率的關(guān)系

3.6 掘進(jìn)效率工程控制措施

總結(jié)機(jī)械參數(shù)和地質(zhì)條件對(duì)掘進(jìn)效率影響的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)兩項(xiàng)關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)均與掘進(jìn)效率負(fù)相關(guān)，總推力與掘進(jìn)效率的負(fù)相關(guān)。

進(jìn)度快和高效率都是施工管理的目標(biāo)，但實(shí)際作業(yè)中更多的是根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行偏向化控制。當(dāng)工期緊張時(shí)需要適當(dāng)降低效費(fèi)比，通過讓設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)過載來提高掘進(jìn)速率。當(dāng)對(duì)設(shè)備完好性要求較高，如盾構(gòu)機(jī)較老舊或需要重復(fù)使用時(shí)，則需要在滿足最低掘進(jìn)速率的基礎(chǔ)上以掘進(jìn)效率高的掘進(jìn)參數(shù)組合來施工。

所以，在微風(fēng)化地層中，可以通過低推力高轉(zhuǎn)速的掘進(jìn)參數(shù)組合提高掘進(jìn)效率，將總推力設(shè)置為18 000±2 000 kN、刀盤轉(zhuǎn)速設(shè)置為1.7±0.3 rpm，實(shí)現(xiàn)較高掘進(jìn)效率的掘進(jìn)。若要通過降低掘進(jìn)效率來提高掘進(jìn)速率，可將推力設(shè)定為20 000±2 000 kN，此時(shí)為了保證刀盤扭矩不超限值(2.3～2.7 MNm)，刀盤轉(zhuǎn)速可設(shè)置為1.4±0.2 rpm，此時(shí)掘進(jìn)效率降低，設(shè)備負(fù)載提高，可短時(shí)間提高掘進(jìn)速率但不宜長期保持。

在中等風(fēng)化地層中，以高掘進(jìn)效率掘進(jìn)時(shí)，可將總推力設(shè)為14 000±1 000 kN、刀盤轉(zhuǎn)速設(shè)為1.6±0.1 rpm。若要進(jìn)一步提高掘進(jìn)速率，可將總推力設(shè)為16 000±1 500 kN、刀盤轉(zhuǎn)速設(shè)為1.4～1.5 rpm，此時(shí)犧牲了一部分掘進(jìn)效率。

4 結(jié) 論

筆者提出以掘進(jìn)速率與刀盤扭矩的比值表征掘進(jìn)效率，并根據(jù)深圳市城市軌道交通8號(hào)線一期工程現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)及實(shí)測地層參數(shù)，對(duì)中等風(fēng)化花崗巖地層和微風(fēng)化花崗巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)效率進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論：

1)巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和巖體的完整性系數(shù)是影響掘進(jìn)效率的重要因素，且均與掘進(jìn)效率負(fù)相關(guān)。掘進(jìn)效率與巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度、巖體完整性系數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系均可近似為冪函數(shù)，隨單軸抗壓強(qiáng)度和巖體完整性系數(shù)的增加掘進(jìn)效率逐漸趨于1.3。

2)掘進(jìn)效率與總推力負(fù)相關(guān)，經(jīng)驗(yàn)關(guān)系可近似為反比例函數(shù)。微風(fēng)化地層中總推力小于20 000 kN時(shí)掘進(jìn)效率較高，中等風(fēng)化地層中總推力小于15 000 kN時(shí)掘進(jìn)效率較高。中等風(fēng)化地層中總推力對(duì)掘進(jìn)效率的影響程度較大，而微風(fēng)化地層中總推力對(duì)掘進(jìn)效率的影響程度較低。

3)在微風(fēng)化地層中，可以通過低推力高轉(zhuǎn)速的掘進(jìn)參數(shù)組合提高掘進(jìn)效率。可通過降低掘進(jìn)效率來提高掘進(jìn)速率，可將總推力和刀盤轉(zhuǎn)速分別設(shè)為20 000±2 000 kN、1.4±0.2 rpm，但不宜長期保持。

4)在中等風(fēng)化地層中，以高掘進(jìn)效率掘進(jìn)時(shí)，總推力和刀盤轉(zhuǎn)速可設(shè)為14 000±1 000 kN、1.6±0.1 rpm?？赏ㄟ^犧牲掘進(jìn)效率提高掘進(jìn)速率，此時(shí)總推力、刀盤轉(zhuǎn)速可分別設(shè)為16 000±1 500 kN、1.4～1.5 rpm。