[發(fā)明專利]一種新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810256901.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN108286440B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李龍飛;趙華;張寧川;賀飛;欒保成;張喜冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21D9/06;E21D9/093
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;董曉慧

1.一種新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，包括刀盤（1）、主驅(qū)動(dòng)（2）、前盾體和后盾體，主驅(qū)動(dòng)（2）設(shè)置在前盾體和后盾體的內(nèi)部，刀盤（1）安裝在前盾體的前部，后盾體安裝在前盾體的后部，其特征在于：所述前盾體包括上前盾（3）和下前盾（4），后盾體包括上后盾（7）和下后盾（8），上前盾（3）和下前盾（4）通過第一舉升油缸（13）相連接，上前盾（3）通過第二舉升油缸（14）與主驅(qū)動(dòng)（2）相連接，下前盾（4）通過第三舉升油缸（15）與主驅(qū)動(dòng)（2）相連接；上后盾（7）和下后盾（8）分別通過第四舉升油缸（16）、第五舉升油缸（17）及變徑油缸（20）相連接；下后盾（8）的前端通過鉸接油缸（6）與主驅(qū)動(dòng)（2）相連接，下后盾（8）的后端通過復(fù)合油缸與主驅(qū)動(dòng)相連接，上后盾（7）和下后盾（8）內(nèi)部均設(shè)有用于頂緊管片的推進(jìn)油缸（5），下后盾（8）內(nèi)部設(shè)有超前注漿管（9）、超前鉆機(jī)（10）和管片拼裝機(jī)（11），超前鉆機(jī)（10）位于管片拼裝機(jī)（11）的上方，超前注漿管（9）與注漿機(jī)構(gòu)相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，其特征在于：所述下后盾（8）內(nèi)固定連接有米字梁（21），主驅(qū)動(dòng)（2）的后部設(shè)有箱型鋼結(jié)構(gòu)（22），箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）內(nèi)設(shè)有主機(jī)皮帶機(jī)（23）；復(fù)合油缸包括第一復(fù)合油缸（18）和第二復(fù)合油缸（19），第一復(fù)合油缸（18）設(shè)置在箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）的左右兩側(cè)，第二復(fù)合油缸（19）設(shè)置在箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）的上部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，其特征在于：所述第一復(fù)合油缸（18）的一端與米字梁（21）固定連接、另一端與箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）面接觸，第二復(fù)合油缸（19）的一端與米字梁（21）相連接、另一端與箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）相連接，主機(jī)皮帶機(jī)（23）向前延伸至刀盤（1）后部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，其特征在于：所述上后盾（7）的前端通過變徑油缸（20）與下后盾（8）相連接，上后盾（7）的中部通過第四舉升油缸（16）與下后盾（8）相連接，上后盾（7）的后端通過第五舉升油缸（17）與下后盾（8）相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，其特征在于：所述鉸接油缸（6）和推進(jìn)油缸（5）均沿周向設(shè)置在上后盾（7）和下后盾（8）的內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，其特征在于：所述上前盾（3）內(nèi)部和下前盾（4）內(nèi)部對(duì)稱設(shè)有導(dǎo)向槽（24），主驅(qū)動(dòng)（2）上對(duì)稱設(shè)有導(dǎo)向柱（25），導(dǎo)向柱（25）位于導(dǎo)向槽（24）中且與導(dǎo)向槽（24）相配合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM，其特征在于：所述第二舉升油缸（14）對(duì)稱設(shè)置在上前盾（3）上，第三舉升油缸（15）對(duì)稱設(shè)在下前盾（4）上。

8.一種如權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM的施工方法，其特征在于：a、普通單護(hù)盾模式：在地層穩(wěn)定時(shí)，前盾上的第一舉升油缸、第二舉升油缸、第三舉升油缸和后盾上的第四舉升油缸、第五舉升油缸、變徑油缸均處于固定狀態(tài)，其工作步驟如下：1）、刀盤旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)油缸的靴板頂緊管片并逐漸伸出，單護(hù)盾TBM開始掘進(jìn)；2）、掘進(jìn)完成一個(gè)行程后，刀盤停止旋轉(zhuǎn)，推進(jìn)油缸漸次收回直至一環(huán)管片拼裝完成，完成一個(gè)掘進(jìn)行程；

b、防卡單護(hù)盾TBM模式：掘進(jìn)的工作步驟如下：1、刀盤旋轉(zhuǎn)，上前盾和下前盾上的第一舉升油缸、第二舉升油缸、第三舉升油缸和上后盾和下后盾上的第四舉升油缸、第五舉升油缸、變徑油缸均逐漸伸出并浮動(dòng)撐緊洞壁，支柱拱頂；2、刀盤開始旋轉(zhuǎn)，推進(jìn)油缸的靴板撐緊管片并逐漸伸出，TBM開始掘進(jìn)，掘進(jìn)過程中，遇到圍巖收斂或變形，上前盾和上后盾均進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，調(diào)整拱頂與盾體間的間隙；3、掘進(jìn)完成一個(gè)行程后，刀盤停止旋轉(zhuǎn)，上前盾和上后盾撐緊拱頂，推進(jìn)油缸漸次收回，直至一環(huán)管片拼裝完成完成一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述新型復(fù)合防卡單護(hù)盾TBM的施工方法，其特征在于：復(fù)合油缸包括第一復(fù)合油缸（18）和第二復(fù)合油缸（19），第一復(fù)合油缸（18）設(shè)置在箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）的左右兩側(cè)，第二復(fù)合油缸（19）設(shè)置在箱型鋼結(jié)構(gòu)（22）的上部；所述動(dòng)態(tài)調(diào)整包括方向調(diào)整、擴(kuò)挖調(diào)整和糾滾調(diào)整；方向調(diào)整：控制第一復(fù)合油缸、第二復(fù)合油缸和鉸接油缸的伸縮量，改變主驅(qū)動(dòng)及后部箱型鋼結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)量，從而改變主驅(qū)動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)單護(hù)盾TBM主機(jī)的調(diào)向；擴(kuò)挖調(diào)整：控制第二舉升油缸和第三舉升油缸的伸出量，主驅(qū)動(dòng)沿著導(dǎo)向槽方向運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)刀盤的快速及時(shí)擴(kuò)挖；糾滾調(diào)整：通過前盾體撐緊洞壁或者后盾體撐緊洞壁，控制第一復(fù)合油缸和第二復(fù)合油缸的伸縮量，改變第一復(fù)合油缸和第二復(fù)合油缸作用于主驅(qū)動(dòng)后部箱型鋼結(jié)構(gòu)的力，完成后盾體或前盾體姿態(tài)的調(diào)整。