[实用新型]集成支护系统及装有该集成支护系统的隧道掘进机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成支护系统，尤其是隧道掘进机(TBM)用集成支护系统及具有该系统的隧道掘进机(TBM)。

背景技术

全断面隧道掘进机(TBM)集机械、电气、液压、控制、测量技术于一体，可实现隧道开挖、出碴、支护的连续作业。相对于传统的钻爆法隧道施工模式，利用隧道掘进机(TBM)施工更加安全、可靠、高效、环保，现已广泛应用于水利水电、矿山开采、轨道交通、市政、国防等工程中。

使用掘进机施工，应充分考虑到地质的变化因素，确保掘进机既具有快速掘进的能力，又具有在软弱地质条件下安全通过的能力。在中风化、微风化等围岩条件较好时，可采用锚杆加固、并于底部敷设仰拱块的支护模式；在砂土及软弱地层时可采用全环管片衬砌的支护模式；遇到断裂破碎带时,则需考虑超前加固。

隧道掘进机(TBM)支护系统包括超前钻探/加固系统、管片/仰拱块拼装系统及锚杆钻机系统等。超前钻探/加固系统用来钻探取芯、超前预报及超前加固；管片/仰拱块拼装系统是隧道掘进机(TBM)一个重要组成部分，主要用来将预制好的钢筋混凝土管片拼装成隧道衬砌，以支护隧道表面、防止地下水土的渗透和地表沉降；锚杆钻机系统用于围岩的钻孔并通过锚杆加固。

传统的隧道掘进机(TBM)支护系统，超前钻探/加固系统与锚杆钻机系统使用专用的回转系统，与管片/仰拱块拼装系统分开布置，结构复杂，所占空间大，制造维护成本高，不能适应隧道施工尤其是城市地铁隧道施工掘进机始发、拆卸空间小的工程实际及不同地质条件下的支护衬砌要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种集成支护系统，集管片/仰拱块拼装、超前钻探/加固、锚杆加固等功能于一体，可实现仰拱块+锚杆支护及全环管片衬砌两种隧道支护模式，且共用一个回转、平移支撑系统，优化了机械结构，缩短了隧道掘进机(TBM)长度，减少了相关液压电气控制系统配置，降低了设备制造维护成本，更能适应隧道施工尤其是城市地铁隧道施工掘进机始发、拆卸空间小的工程实际，更能适用于不同地质条件下的隧道衬砌、支护要求。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型的技术方案是：一种集成支护系统，包括：管片/仰拱块拼装系统、超前钻探/加固系统、锚杆钻机系统、回转系统和平移支撑系统，其特征在于，所述的管片/仰拱块拼装系统、超前钻探/加固系统和锚杆钻机系统均安装在回转系统和平移支撑系统上，实现管片/仰拱块拼装系统、超前钻探/加固系统和锚杆钻机系统共用一套回转系统和平移支撑系统。

所述的管片/仰拱块拼装系统主要包括管片夹取装置和提升机构。

所述的回转系统主要包括：移动支架、旋转支架、液压马达及减速器、小齿轮、回转轴承外圈、轴承内圈及其液压电气控制系统；管片/仰拱块拼装系统的管片夹取装置安装在旋转支架的底部，提升机构通过螺栓与旋转支架连接。

所述的超前钻探/加固系统主要包括：一套易拆卸式超前钻机、超前钻机系统安装支座及其液压电气控制系统；超前钻探/加固系统通过安装支座采用螺栓可拆卸的连接在回转系统的旋转支架上，安装支座通过销连接，从而超前钻机的俯仰角可通过该支座进行调节，以便实现不同位置的钻孔、加固作业。

所述的锚杆钻机系统主要包括：两套易拆卸式锚杆钻机、两个锚杆钻机系统安装支座及其液压电气控制系统；锚杆钻机系统通过安装支座采用螺栓可拆卸的连接在提升机构上，而提升机构和旋转支架通过螺栓连接，从而锚杆钻机可拆卸地连接在旋转支架上。

所述的共有平移支撑系统主要包括：行走大梁、直线往复油缸及其液压电气控制系统；移动支架和旋转支架连接在行走大梁上；行走大梁起支撑作用，利用直线往复油缸运动，带动连接在其上的回转系统实现直线往复运动。

一种装有所述的集成支护系统的隧道掘进机，包括主机、支撑横梁和皮带机，支撑横梁连接在主机后部内，皮带机设在主机内的中部，其特征在于，所述的主皮带机穿过所述的集成支护系统，集成支护系统的平移支撑系统行走大梁的前端与支撑横梁相连接。

相对于现有技术，本实用新型的优点是：通过结构优化及合理布置，将管片/仰拱块拼装系统、超前钻探/加固系统、锚杆钻机系统连接在同一套旋转及平移支撑机构上，共用一套回转、平移系统，结构相对简单且紧凑，节约了不必要的机械、液压、电气配置，降低了制造维护成本，缩短了隧道掘进机（TBM）的长度，更能适应隧道施工尤其是城市地铁隧道施工掘进机始发、拆卸空间小的工程实际。