從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)，并非所有地質(zhì)情況的工程都適宜掘進(jìn)機(jī)施工，因此，是否選用掘進(jìn)機(jī)施工，選用何種類型的掘進(jìn)機(jī)；以及如何確定主要技術(shù)參數(shù)和進(jìn)行系統(tǒng)配置，就成為施工單位首先需要解決的問題。
　　1、地質(zhì)因素分析
　　主要從工程的地質(zhì)條件是否適宜掘進(jìn)機(jī)和影響開挖效率的因素來(lái)加以考慮，并根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇合適類型的掘進(jìn)機(jī)。
　?。?）掘進(jìn)機(jī)對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性
　　以下地質(zhì)條件一般不適宜掘進(jìn)機(jī)的施工。塑性地壓大的軟弱圍巖；類沙性土構(gòu)成的軟弱圍巖和具有中等發(fā)下膨脹性的圍巖；斷層破碎帶，巖溶發(fā)育帶，嚴(yán)重涌水地段，巖石單軸抗壓強(qiáng)度超過(guò)350MPa的極硬巖且節(jié)理不發(fā)育、高硬度或高拉伸強(qiáng)度及高磨蝕性巖石材料　?。?）影響掘進(jìn)效率的主要地質(zhì)因素
　　巖石的單軸抗壓強(qiáng)度是影響掘進(jìn)效率的關(guān)鍵因素之一。一般掘進(jìn)機(jī)最適合掘進(jìn)抗壓強(qiáng)度為30-150MPa的硬巖。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)已建工程的巖石平均單軸抗壓強(qiáng)度為75-175MPa，最大單軸抗壓強(qiáng)度為350MPa。巖石的硬度和耐磨性越高，刀具消耗和施工成本就越高，造成停機(jī)換刀次數(shù)增加，影響掘進(jìn)速度，巖體的結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度，即巖體的裂隙化程度或巖體的完整程度與掘進(jìn)效率有很大的關(guān)系?？箟簭?qiáng)度、硬度、耐磨性相同或相近的巖體，若結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度不同，掘進(jìn)機(jī)的純掘進(jìn)速度的差異明顯。
　　全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)一般分為敞開式和護(hù)盾式。敞開式通常用于圍巖穩(wěn)定的隧道（洞）的開挖。若巖石質(zhì)量指數(shù)為50%-100%、節(jié)理大于60cm，則首選敞開式。軟弱圍巖用敞開式掘進(jìn)機(jī)施工時(shí)支護(hù)量大，并限制了撐靴的支撐能力，影響掘進(jìn)進(jìn)度，因此，一般軟弱圍巖所占長(zhǎng)度的比例較大時(shí)，可考慮選用護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。對(duì)于地質(zhì)勘察不夠準(zhǔn)確的工程，用敞開式掘進(jìn)機(jī)更易及時(shí)探明前方地質(zhì)情況和對(duì)不良地質(zhì)進(jìn)行及時(shí)處理。使用敞開式掘進(jìn)機(jī)重點(diǎn)應(yīng)考慮支護(hù)設(shè)備的配置，如超前鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)、鋼拱架安裝器、掛網(wǎng)設(shè)施、混凝土噴射裝置等。而護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)需要考慮加大推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)力，設(shè)置輔助推進(jìn)系統(tǒng)，加強(qiáng)護(hù)盾設(shè)計(jì)和配置襯砌管片安裝器等。
　　2、掘進(jìn)性能的要求
　　選用掘進(jìn)機(jī)時(shí)，需要根據(jù)工期、工程地質(zhì)、工程設(shè)計(jì)和施工工藝等多種因素的要求，對(duì)掘進(jìn)性能提出相應(yīng)的要求，衡量掘進(jìn)性能的指標(biāo)主要為純掘進(jìn)速率、完好率、利用率和刀具消耗等。
　?。?）純掘進(jìn)速率
　　純掘進(jìn)速率為刀盤每轉(zhuǎn)進(jìn)尺毫米數(shù)乘以刀盤轉(zhuǎn)速。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步預(yù)計(jì)出小時(shí)進(jìn)尺、日進(jìn)尺、周進(jìn)尺、月進(jìn)尺等。純掘進(jìn)速率主要受機(jī)器設(shè)計(jì)參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)的影響。因此，根據(jù)工程地質(zhì)情況和工期要求，可以向掘進(jìn)機(jī)制造商提出合理的機(jī)器特性要求，并評(píng)判其設(shè)計(jì)參數(shù)是否滿足掘進(jìn)速度要求，或進(jìn)行掘進(jìn)速度預(yù)測(cè)。近20年來(lái)，掘進(jìn)技術(shù)水平大致為：20世紀(jì)80年代最高日進(jìn)尺為30-40mm，月平均進(jìn)尺為300-500mm，20世紀(jì)90年代最高日進(jìn)尺為45-60mm，月平均進(jìn)尺500-700mm。
　?。?）完好率
　　完好效率包括掘進(jìn)機(jī)的系統(tǒng)可靠度和維修度兩方面因素，在正確使用和維護(hù)要求前提下，這是一個(gè)主要取決于制造商的性能參數(shù)。維爾特（Wirth)公司生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)在25個(gè)重要工程的應(yīng)用實(shí)踐表明，掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)完好率達(dá)70%-90%。
　?。?）利用率
　　利用率是掘進(jìn)時(shí)間占總施工時(shí)間的比例，其一方面取決于設(shè)備的完好率，另一方面取決于工程地質(zhì)情況和現(xiàn)場(chǎng)組織管理水平。常常因?yàn)閹r石支護(hù)士作業(yè)、出渣作業(yè)、材料運(yùn)輸?shù)仍蜓诱`造成停機(jī)，從而使利用率降低。按目前技術(shù)水平，平均利用率在40%左右。對(duì)于施工單位，一方面可以要求制造商提高機(jī)器的完好率；另一方面在選型設(shè)計(jì)中要考慮好掘進(jìn)、出渣、支護(hù)等各分系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)配置，并提高施工組織管理水平，以提高掘進(jìn)機(jī)的利用率。
　　（4）刀具的消耗
　　一定巖石條件下，刀具的消耗一方面取決于刀具的質(zhì)量和刀具在刀盤上的總體布置，也與刀具的使用和維護(hù)技術(shù)水平有關(guān)，選型設(shè)計(jì)時(shí)可要求制造商提供開挖單位立方米巖石刀具消耗費(fèi)用或數(shù)量的參考值，以便進(jìn)行刀具質(zhì)量評(píng)判和刀具投資消耗預(yù)測(cè)
　　3、主要技術(shù)參數(shù)的選擇
　　影響掘進(jìn)機(jī)的耐久性和性能的主要關(guān)鍵零部件為：刀盤、刀具、刀盤軸承、刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主機(jī)體、推進(jìn)系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)等。而掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)是：提高刀具承載能力；增大刀盤推力和扭矩；提高刀盤轉(zhuǎn)速；增大掘進(jìn)行程。
　?。?）刀盤
　　刀盤的直徑應(yīng)根據(jù)開挖洞徑來(lái)決定，要求有一定的擴(kuò)挖能力。掘進(jìn)機(jī)直徑一般在2.5-12m之間，以3-6m居多，目前在向大直徑和微型掘進(jìn)機(jī)兩個(gè)方向發(fā)展的趨勢(shì)。為了降低不良地質(zhì)的影響，盡量設(shè)計(jì)為平面狀刀盤和凹狀的刀具安裝座。一般設(shè)計(jì)成背裝式換刀的刀盤，以保護(hù)作業(yè)人員的安全。刀盤設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、剛度和耐磨性是需要重點(diǎn)考察的性能指標(biāo)。
　?。?）刀具直徑和刀圈
　　刀具的基本元件是：刀圈、刀體、刀軸、軸承組合件、密封、端蓋等，刀具及其在刀盤上的布置，對(duì)破巖效果、掘進(jìn)速度和刀具的消耗是至關(guān)重要的，為了增加刀具的切深和凈掘進(jìn)速率，刀具軸承和刀圈材料技術(shù)不斷發(fā)展，達(dá)到了較高的承載能力和耐磨