???隨著我國“一帶一路”、CZ鐵路、長江經濟帶等國家戰略逐步實施，急需建設大量公路鐵路隧道、超長水工隧洞、礦山巷道等。TBM（全斷面隧道掘進機）以其快速、高效、環保、智能化等獨特優勢成為長大隧道（隧洞、巷道）建設的最佳選擇和必然發展方向。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的掘進效率已達到瓶頸，從技術上再無顯著提升空間。因此，在不改變傳統TBM主體結構框架的基礎上，通過把傳統刀盤刀具機械破巖與水力、激光等技術組成聯合破巖方式，研發新型高效的聯合破巖技術，實現我國TBM破巖方式“從0到1”的技術創新，成為解決當前TBM高效快速破巖難題的重大突破點。

???對此，中國科學院武漢巖土力學研究所巖體工程多場耦合效應團隊開展了新型水力聯合破巖技術研究，取得的主要研究進展包括：研制了高圍壓水力聯合線性破巖試驗系統，可開展30MPa圍壓條件下的常規類型滾刀、多技術預處理以及水力聯合的線性切削破巖試驗；揭示了“兩側水刀預先切槽+中間刀/齒滾壓破巖”聯合破巖機制，揭示了切槽深度控制下的3種破巖形態：欠深度切槽，充分深度切槽以及過深度切槽，確定了切槽深度“可行的”最優區間；開展了不同巖性、刀具類型、槽深、槽間距、貫入度等參數影響的線性切削破巖試驗，提出了“切多深、破多深”的最優破巖效果的參數優化匹配技術；開展了不同巖性純水、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布局設計方法。

相關研究成果發表論文7篇，申請發明專利50項（已授權12項，其中1項美國發明專利）、授權實用新型專利20項。

圖1 高圍壓水力聯合線性破巖試驗系統

圖2 水力聯合破巖模式：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

圖4 切槽深度“可行的”最優區間

圖5 最優破巖效果：切多深、破多深