[發明專利]一種主梁式TBM撐靴調整控制機構及控制方法

在審

• 申請號: 201811255733.4
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109184722A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 譚順輝;周小磊;張瑜峰;鄭博;袁曉亮
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/093
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;栗改

本發明公開了一種主梁式TBM撐靴調整控制機構及控制方法，解決了撐靴伸出時與鋼拱架之間產生干涉的問題。本發明包括推進油缸、主梁、撐靴、推進控制閥組和液壓系統，主梁左右兩側均設有至少兩個推進油缸，同一側的推進油缸上下布置，推進油缸一端與主梁連接、另一端與撐靴連接，液壓系統分別與推進油缸和推進控制閥組相連接。本發明可在撐靴與鋼拱架產生干涉時，通過調整推進油缸來使撐靴與鋼拱架的相對位置改變，相應的控制閥組單獨控制相應的推進油缸的伸出與縮回，控制準確，有效提高了TBM的施工效率；球閥具有位置反饋功能，并與主梁式TBM的主PLC控制系統相連接，能夠方便地對球閥進行開啟或關閉控制，操作快捷。

技術領域

本發明涉及主梁式TBM的施工領域，特別是指一種主梁式TBM撐靴調整控制機構及控制方法。

背景技術

目前TBM在國內外長距離硬巖隧道施工中得到了廣泛的應用。相對于傳統的鉆爆法施工，使用TBM施工效率要高很多，并且隧道的開挖與支護均由TBM來輔助完成。

主梁式TBM在施工過程中，在每個掘進行程完成之后，需要經過換步來將推進油缸復位，為下一個行程的掘進做好準備工作。主梁式TBM的施工過程主要分為三步：掘進、支護、換步。其中支護與換步屬于非掘進狀態，其時間的長短將會影響到TBM的使用率，即TBM的施工效率。支護的時間受圍巖情況的影響較大，然而換步過程快慢則主要由設備自身所決定。

換步是在每個掘進行程完成之后，使推進油缸復位，為下一個行程的掘進做好準備工作。完整的換步過程分為五個步驟：第一步，主梁式TBM后支撐伸出，撐緊地面；第二步，撐緊在洞壁上的撐靴回收；第三步，撐靴隨鞍架在推進油缸的拉力作用下往前移動，直至推進油缸完全復位；第四步，撐靴伸出，并高壓撐緊在洞壁上；第五步，后支撐回收，直至離開地面。

主梁式TBM換步過程中的第一、二、三、五步，在換步過程中，其速度的快慢完全由主梁式TBM自身的設計參數所決定，外界環境的因素的影響相對較小。但是主梁式TBM換步過程中的的第四步，則會受到已拼裝好的鋼拱架的影響。正常情況下，已拼裝好的鋼拱架之間所留的間距，剛好滿足撐靴所需的空間。但是在實際施工中，已拼裝好的鋼拱架間距會有較大的誤差，甚至也還會產生一定的傾斜。對于這種情況，撐靴的伸出會往往不那么順利，即撐靴伸出時與鋼拱架產生干涉。因為撐靴本身質量較大，并且與推進油缸相連接，所以通過外力來改變撐靴與鋼拱架的相對位置是很困難的。

發明內容

本發明針對撐靴伸出時與鋼拱架之間產生干涉的問題，提出了一種主梁式TBM撐靴調整控制機構及控制方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種主梁式TBM撐靴調整控制機構，包括推進油缸、主梁、撐靴、推進控制閥組和液壓系統，主梁左右兩側均設有至少兩個推進油缸，同一側的推進油缸上下布置，推進油缸一端與主梁連接、另一端與撐靴連接，液壓系統與推進油缸相連接，液壓系統與推進控制閥組相連接。

所述液壓系統包括控制閥組和球閥，控制閥組與推進油缸連接，推進油缸有桿腔的通油管路和推進油缸無桿腔的通油管路上均設有球閥，通油管路與推進控制閥組連接。

所述控制閥組設有至少兩個，控制閥組包括左側控制閥組和右側控制閥組，左側控制閥組與左側的推進油缸連接，右側控制閥組與右側的推進油缸連接，每個控制閥組設有至少兩個控制單元，每個控制單元連接一個推進油缸，控制單元采用手動控制方式的控制裝置。

所述球閥設有至少八個，主梁左右兩側分別設有至少四個球閥，推進油缸的有桿腔的通油管路和推進油缸的無桿腔的通油管路上均安裝有球閥，球閥上設有位置反饋裝置，位置反饋裝置與主梁式TBM的主PLC控制系統連接。

主梁式TBM撐靴調整控制機構的控制方法，包括如下步驟：

S1、將所有球閥關閉；

S2、當撐靴的某一側發生干涉時，將與撐靴發生干涉側相連接的推進油缸所連接的球閥保持關閉，其他球閥開啟；