进入21世纪以来,我国大量的地铁工程、引水工程、铁路工程需要建设,越来越多的隧道工程采取TBM施工方法。TBM的掘进性能研究成为一个重要的研究课题,该课题研究对TBM选型设计、工期和成本预测有重要意义。本论文以国内首次地铁工程采用单护盾硬岩TBM施工的重庆地铁铜锣山隧道工程为背景,在现场实际掘进测试获取了大量掘进数据；基于现场大量实际数据,利用数理统计原理和方法,并通过SPSS、MATLAB、EXCEL等软件对这些数据进行研究分析,得到了掘进参数和地质参数间的相关规律,建立了各围岩类别情况下的TBM掘进性能预测多元回归数学模型,得出了TBM掘进速度与贯入度、刀盘转速、刀盘扭矩、推力和地质参数相互关系的表征公式,其中地质参数主要考虑了围岩类别和岩石单轴饱和抗压强度。最后,通过验证得出模型计算结果与TBM实际掘进速度有很好的吻合。此外,本文还对TBM的掘进作业利用率和设备完好率进行了统计分析,找出了影响TBM掘进的主要因素,并提出了相应的改进措施。这对后期工程的施工和维护具有很好的借鉴意义。国内外对TBM掘进性能的研究模型有很多种,但是这些模型大多是一些理论模型、实验测试得出的模型和经验模型,与这些模型相比,本论文的研究是基于对现场机器实际数据的采集分析和处理,找到掘进参数和地质参数间的规律,建立一种新的预测模型,这些研究不仅对国内类似地质情况工程的性能分析预测具有指导和借鉴价值,并且对TBM掘进性能研究有一定的推进作用。进一步可对掘进机科学施工和国产化设计提供有益的指导。