随着我国隧道工程大规模的建设,大批的铁路隧道和输水隧道正在开挖,TBM施工成为当前最为热门的隧道施工话题,无论从技术还是经济角度来说,TBM施工都是我国未来长大隧道施工的首选。同时,随着隧道工程的逐渐增多,施工面临的地质也越来越复杂,作为非标产品的TBM设备需要进行适应性设计,针对施工地质条件选用适合类型的TBM,确定TBM的主要技术参数和系统配置与集成,以确保TBM设备安全、快速和高效的掘进。本文以大瑞铁路高黎贡山隧道TBM工程为背景,在施工现场进行了大量的TBM掘进数据的采集与测试,并进行了岩石取样和岩石物理力学性能试验。基于以上数据,对TBM的掘进进尺速度、掘进作业利用率、设备完好率及刀具磨损情况进行了分析。针对断层破碎带及突涌水地质段,对TBM适应性设计和辅助设备配置进行了测试分析,并对TBM主参数设计、物料吊运系统及清渣系统进行了验证分析。通过采集数据的分析,给出了贯入度、进尺速度、刀盘推力、刀盘转速、刀盘扭矩、围岩类别等参数之间的相关性关系,采用逐步线性回归方法,找出了影响TBM掘进性能的主要参数,提出一种包含掘进参数与地质参数等多因素掘进性能预测模型,并验证了模型的可靠性。本论文的研究成果是基于施工现场的实际数据采集与分析后得到的,研究结果表明:TBM在不同围岩条件下进尺速度和掘进作业利用率有显著差异;不同类型的刀具磨损差异较大,正洞TBM刀具磨损较平导洞TBM刀具磨损大;TBM设备的主参数、地质预报系统、支护系统、排水系统、物料吊运系统等适应性设计,结合本文给出的TBM穿越断层破碎带和突涌水洞段的施工技术,保证了TBM安全高效穿越各种复杂围岩条件洞段,达到了设计的预期目的;TBM掘进性能与掘进参数和地质参数之间有较强的相关性,给出了包含掘进参数和地质参数的TBM掘进速度(贯入度)预测模型。本论文的研究数据和研究成果对国内外类似工程TBM的适应性设计和性能预测具有一定的参考和借鉴价值。