我國是多山的國家，且多集中在西部。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，規(guī)劃及在建的鐵路和公路交通網(wǎng)中的穿山越嶺隧道將越來越多。特別是我國南水北調西線工程，最長的隧洞長約489.9ｋｍ，最長洞段長達73ｋｍ。這些隧道（洞）所穿越的地質多是強度不等的巖石。目前這樣隧道（洞）工程的快速、優(yōu)質、安全、經(jīng)濟的開挖方法是全斷面巖石掘進機（Fullfacerocktunnelboringmachine，簡記為TBM）。由于全斷面巖石掘進機施工對地質較敏感，因此，選用全斷面巖石掘進機施工工程的前期工作不僅多而且細?；谌珨嗝鎺r石掘進機施工工程的客觀實際，我們總結了世界上典型的TBM施工隧洞工程的相關資料并進行了深入分析和研究，以此為基礎，選用相應的計算機語言開發(fā)出了TBM參數(shù)預測軟件，并對其部分功能進行了實例驗證。 　　1、全斷面巖石掘進機施工隧洞需要的基本參數(shù) 　　1.1已知參數(shù)和預測參數(shù) 　　全斷面巖石掘進機施工的隧道工程需要的已知參數(shù)主要是地質地層的勘察參數(shù)和根據(jù)隧洞的幾何參數(shù)確定的隧道開挖參數(shù)。地質地層的勘察參數(shù)包括：巖石類型、巖石的單軸抗壓強度、抗拉強度、無側限抗剪強度，巖石的裂隙及其與隧洞軸線的夾角、巖石的可鉆性等；根據(jù)隧洞的幾何參數(shù)確定的隧洞開挖參數(shù)包括隧洞的開挖直徑、隧洞軸線的坡度及其曲率半徑等。據(jù)此，需要預測的全斷面巖石掘進機的主參數(shù)是：刀盤直徑、滾刀直徑、刀盤推力和刀盤裝備扭矩。須預測的開挖費用包括開挖單價和刀具的消耗費用。 　　1.2預測參數(shù)的確定 　　根據(jù)隧道（洞）幾何參數(shù)、隧道（洞）埋深，隧道穿越地質地層特點，首先應選擇出合適的全斷面巖石掘進機機型。一般條件下，隧道圍巖條件好者，選用敞開式全斷面巖石掘進機（opentypefullfacerocktunnelboringmachine）；隧道圍巖完整性較差，容易塌方者選用護盾式全斷面巖石掘進機（shieldedfullfacerocktunnelboringmachine）。由于施工隧道地質地層的差異性較大，盡管確定了施工用全斷面巖石掘進機的基本機型，但其刀盤推力、刀盤扭矩、開挖速度等基本參數(shù)的確定還得要依據(jù)具體隧洞的地質地層特點，借鑒相類似工程確定；直接影響隧道工程造價的刀具壽命，開挖單價等經(jīng)濟性指標的確定更是如此。 　　為使上述參數(shù)的計算準確、方便，我們首先將大量實際工程記錄的數(shù)據(jù)進行了收集整理并建立相應的數(shù)據(jù)庫，然后通過計算機語言編程，將具體工程的隧洞開挖幾何參數(shù)、地質地層條件參數(shù)與數(shù)據(jù)庫中的相應參數(shù)對比分析，篩選出合適的計算參數(shù)后，再通過根據(jù)實際工程擬定的計算準則計算出結果。例如，工程工期預測。工程工期主要由全斷面巖石掘進機掘進速度決定，而影響掘進速度的因素中，圍巖種類和節(jié)理發(fā)育程度影響最大。在通過對秦嶺I線隧道平均工作時間分析基礎上，采用概率密度函數(shù)和建立線性回歸函數(shù)的方法給出工程工期預測值，通過不斷校正計算參數(shù)提高計算精度。工程投資和開挖單價的預測也采用這種方法。 　　2、參數(shù)預測軟件的基本組成及功用 　　參數(shù)預測軟件的組成主要包括用戶界面、規(guī)則庫、數(shù)據(jù)庫、預處理程序、中間數(shù)據(jù)庫、計算程序、解釋系統(tǒng)等部分。其主體結構如圖1所示。各部分的主要功能如下。