TBM法施工在深埋长大隧道施工中较钻爆法有着巨大的优势,尤其隧道埋藏较深、长度过长、洞径较大时,使用TBM显然比钻爆法缩短不少的工期。但是敞开式TBM已经有十几年的施工经验了,设备老化严重,设备利用率低,刀具磨损、损伤加剧,洞内修复要求高、难度大,导致成本提高和工期滞后。本文以南疆线中天山隧道工程为依托,中天山隧道是国内TBM独头掘进最长的,存在着工期压力大、隧道穿越地质条件复杂、TBM施工难度极大、设备老化严重等问题,所以研究TBM快速施工很有意义。本文以数据统计、室内试验及数值模拟计算为主要研究手段,相互比较、印证,主要有以下研究内容：(1)说明TBM掘进与二次衬砌同步施工的优点：减少围岩的暴露时间,二次衬砌的及时跟上,确保隧道洞身的稳定性,大大地缩短了建设工期,提高了机械利用率、节省了施工成本。(2)衬砌模板台车及配套设施的设计,重点考虑如何减少或避免二者的相互干扰制约,实现交叉作业工序快速转换,模板台车快速脱模定位,混凝土浇灌与隧道出碴同步等工序。(3)通过对专门为中天山隧道设计的模板台车各个位置的受力分析,得出它们的横截面、刚度均满足设计要求,并且整体上也是符合稳定性要求,因此此模板在施工作业过程中是安全的。(4)对TBM在花岗岩、角斑岩、变质砂岩等3种地质条件下快速掘进技术研究,在断层破碎带和节理密集带TBM通过综合超前地质预报、调整TBM掘进参数、注浆加固、坍塌处理,实现快速施工。(5)对大齿圈的材质分析及技术参数研究,对大齿圈修复工艺的选择和主轴承大齿圈修复方法研究。