???隨著(zhù)我國“一帶一路”、CZ鐵路、長(cháng)江經(jīng)濟帶等國家戰略逐步實(shí)施，急需建設大量公路鐵路隧道、超長(cháng)水工隧洞、礦山巷道等。TBM（全斷面隧道掘進(jìn)機）以其快速、高效、環(huán)保、智能化等獨特優(yōu)勢成為長(cháng)大隧道（隧洞、巷道）建設的最佳選擇和必然發(fā)展方向。然而，自TBM誕生至今已有百年，機械刀具破巖模式從未改變，導致傳統TBM的掘進(jìn)效率已達到瓶頸，從技術(shù)上再無(wú)顯著(zhù)提升空間。因此，在不改變傳統TBM主體結構框架的基礎上，通過(guò)把傳統刀盤(pán)刀具機械破巖與水力、激光等技術(shù)組成聯(lián)合破巖方式，研發(fā)新型高效的聯(lián)合破巖技術(shù)，實(shí)現我國TBM破巖方式“從0到1”的技術(shù)創(chuàng )新，成為解決當前TBM高效快速破巖難題的重大突破點(diǎn)。

???對此，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖體工程多場(chǎng)耦合效應團隊開(kāi)展了新型水力聯(lián)合破巖技術(shù)研究，取得的主要研究進(jìn)展包括：研制了高圍壓水力聯(lián)合線(xiàn)性破巖試驗系統，可開(kāi)展30MPa圍壓條件下的常規類(lèi)型滾刀、多技術(shù)預處理以及水力聯(lián)合的線(xiàn)性切削破巖試驗；揭示了“兩側水刀預先切槽+中間刀/齒滾壓破巖”聯(lián)合破巖機制，揭示了切槽深度控制下的3種破巖形態(tài)：欠深度切槽，充分深度切槽以及過(guò)深度切槽，確定了切槽深度“可行的”最優(yōu)區間；開(kāi)展了不同巖性、刀具類(lèi)型、槽深、槽間距、貫入度等參數影響的線(xiàn)性切削破巖試驗，提出了“切多深、破多深”的最優(yōu)破巖效果的參數優(yōu)化匹配技術(shù)；開(kāi)展了不同巖性純水、磨料的高壓水射流切槽試驗，獲得了高壓水射流切槽影響因素及規律，建立了重復切割深度預測模型，并基于此提出了刀盤(pán)布局設計方法。

相關(guān)研究成果發(fā)表論文7篇，申請發(fā)明專(zhuān)利50項（已授權12項，其中1項美國發(fā)明專(zhuān)利）、授權實(shí)用新型專(zhuān)利20項。

圖1 高圍壓水力聯(lián)合線(xiàn)性破巖試驗系統

圖2 水力聯(lián)合破巖模式：兩側水刀預先切槽+中間刀/齒滾壓破巖

圖3 槽深控制的3種破巖形態(tài)

圖4 切槽深度“可行的”最優(yōu)區間

圖5 最優(yōu)破巖效果：切多深、破多深