[發(fā)明專利]一種新型TBM及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010900218.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111963192B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜禮杰;錢豪;原曉偉;王一新
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11;E21D9/10;E21D20/00
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 高園

1.一種TBM，包括掘進(jìn)主機(jī)（4），其特征在于：所述掘進(jìn)主機(jī)（4）包括刀盤（2），刀盤（2）與設(shè)置在掘進(jìn)主機(jī)（4）內(nèi)的主驅(qū)動相連接，所述刀盤（2）上設(shè)有開挖刀具（201）和用于錨鉆、劈裂輔助破巖的錨鉆劈裂裝置（1）；

所述錨鉆劈裂裝置（1）包括錨鉆裝置（101）和劈裂裝置（102），所述刀盤（2）內(nèi)設(shè)有軸向軌道（104）和滑移驅(qū)動裝置（103），錨鉆裝置（101）和劈裂裝置（102）通過滑移驅(qū)動裝置與軸向軌道（104）相配合；

所述錨鉆裝置（101）包括鉆機(jī)（1011），鉆機(jī)（1011）通過固定座（1015）設(shè)置在軸向軌道（104）上，鉆機(jī)（1011）的輸出端設(shè)有鉆桿（1013），鉆桿（1013）上設(shè)有劈裂裝置（102），且鉆桿（1013）的外端部設(shè)有鉆頭（1014）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TBM，其特征在于：所述刀盤（2）上設(shè)有軸向安裝孔（202），錨鉆劈裂裝置（1）設(shè)置在軸向安裝孔（202）內(nèi)且能沿軸向安裝孔（202）前后運(yùn)動；所述軸向安裝孔（202）位于不同直徑的同心圓環(huán)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TBM，其特征在于：所述軸向安裝孔（202）內(nèi)還設(shè)有開合密封裝置（3），錨鉆劈裂裝置（1）能伸出開合密封裝置（3）且能沿軸向安裝孔（202）前后運(yùn)動。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TBM，其特征在于：所述開合密封裝置（3）包括擋板（301）和蓋板（302），所述擋板（301）固定在刀盤（2）上，擋板（301）上設(shè)有通孔（304），通孔（304）與軸向安裝孔（202）相對應(yīng)；所述蓋板（302）通過滑動機(jī)構(gòu)與擋板（301）相連接且蓋板（302）與通孔（304）相配合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TBM，其特征在于：所述滑動機(jī)構(gòu)包括固定在擋板（301）上的直線電機(jī)（303），直線電機(jī)（303）的滑塊Ⅰ（3031）上設(shè)有連接桿（305），連接桿（305）與蓋板（302）相連接，蓋板（302）與擋板（301）滑動連接；所述擋板（301）的背部設(shè)有滑動凹槽（306），通孔（304）位于滑動凹槽（306）內(nèi)部，蓋板（302）位于滑動凹槽（306）內(nèi)且與滑動凹槽（306）滑動配合，所述蓋板（302）與滑動凹槽（306）之間設(shè)有密封條（307）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5任一項(xiàng)所述的TBM，其特征在于：所述劈裂裝置（102）包括油缸筒（1021），油缸筒（1021）固定密封設(shè)置在鉆桿（1013）上，油缸筒（1021）上沿油缸筒（1021）徑向設(shè)置有伸縮油缸（1023），伸縮油缸（1023）的端部設(shè)有頂塊（1022），鉆桿（1013）上設(shè)有回轉(zhuǎn)接頭（1012），回轉(zhuǎn)接頭（1012）與油缸筒（1021）相連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TBM，其特征在于：所述油缸筒（1021）與鉆桿（1013）同軸線設(shè)置，鉆頭（1014）的外徑大于油缸筒（1021）的外徑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TBM，其特征在于：所述滑移驅(qū)動裝置（103）包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和滑移機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置在刀盤（2）內(nèi)，錨鉆裝置（101）和劈裂裝置（102）設(shè)置在滑移機(jī)構(gòu)上且滑移機(jī)構(gòu)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TBM，其特征在于：所述滑移機(jī)構(gòu)包括固定在軸向軌道（104）上的滑軌（1042），滑軌（1042）上設(shè)有安裝板（1041），安裝板（1041）的底部設(shè)有與滑軌（1042）相配合的滑塊Ⅱ（1043）；所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)（1031），驅(qū)動電機(jī)（1031）設(shè)置在刀盤（2）內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)（1031）的輸出端設(shè)有用于卷繞鋼絲繩（1032）的纏繞輪（1034），鋼絲繩（1032）的自由端繞過設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)（1031）一側(cè)的張緊輪（1033）且與安裝板（1041）相連接。

10.一種如權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述TBM的施工方法，其特征在于：步驟如下：

S1：在刀盤（2）掘進(jìn)過程中，開合密封裝置（3）關(guān)閉，錨鉆劈裂裝置（1）收回至刀盤（2）內(nèi)；

S2：TBM進(jìn)行停機(jī)支護(hù)和管片拼裝時(shí)，開合密封裝置（3）打開，錨鉆劈裂裝置（1）在滑移驅(qū)動裝置（103）的驅(qū)動下，從刀盤（2）的軸向安裝孔（202）向前伸出；

S3：錨鉆劈裂裝置（1）的錨鉆裝置（101）在掌子面上鉆孔，鉆孔完成后，錨鉆劈裂裝置（1）的劈裂裝置（102）開始工作，對完成鉆孔的孔道進(jìn)行頂緊劈裂；

S4：劈裂裝置（102）對巖石進(jìn)行劈裂以后，滑移驅(qū)動裝置（103）將錨鉆劈裂裝置（1）拉回刀盤（2）的軸向安裝孔（202）內(nèi)；

S5：完成步驟S4的掌子面上的巖石存在裂縫，刀盤（2）再次開挖時(shí)，對存在裂縫的掌子面進(jìn)行開挖，提高掘進(jìn)效率。