[发明专利]实现卡机脱困的组合式TBM及卡机脱困掘进方法

权利要求书

1.一种实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，其包括拖车，掘进方向相同的超前TBM和扩挖TBM，所述超前TBM沿组合式TBM的中轴线设置，所述扩挖TBM包围在所述超前TBM外侧，所述超前TBM和所述扩挖TBM之间预留间隙，所述拖车可将掘进的所述超前TBM拽回；

所述超前TBM包括沿掘进方向连接设置的刀盘Ⅰ和旋转驱动Ⅰ，以及推进油缸Ⅰ，所述刀盘Ⅰ上安装有刀具，所述旋转驱动Ⅰ用于驱动所述刀盘Ⅰ旋转破岩，所述推进油缸Ⅰ用于推进所述刀盘Ⅰ，所述超前TBM还包括设置于所述旋转驱动Ⅰ外侧的外机架Ⅰ和设置于外机架Ⅰ后方的外机架上撑靴Ⅰ，所述推进油缸Ⅰ的两端分别连接所述外机架Ⅰ和所述外机架上撑靴Ⅰ；

所述扩挖TBM包括沿掘进方向连接设置的刀盘Ⅱ和旋转驱动Ⅱ，以及推进油缸Ⅱ，所述刀盘Ⅱ上安装有刀具，所述旋转驱动Ⅱ用于驱动所述刀盘Ⅱ旋转破岩，所述推进油缸Ⅱ用于推进所述刀盘Ⅱ，所述扩挖TBM还包括设置于所述旋转驱动Ⅱ外侧的外机架Ⅱ和设置于外机架Ⅱ后方的外机架上撑靴Ⅱ，所述推进油缸Ⅱ的两端分别连接所述外机架Ⅱ和所述外机架上撑靴Ⅱ。

2.根据权利要求1所述的实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，所述扩挖TBM的掘进面包围在所述超前TBM的掘进面的外侧，所述超前TBM的刀盘Ⅰ呈圆盘形，所述扩挖TBM的刀盘Ⅱ呈圆环形，所述扩挖TBM的刀盘Ⅱ包围在所述超前TBM的刀盘Ⅰ的外侧。

3.根据权利要求1所述的实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，所述超前TBM或所述扩挖TBM的外侧套设有封闭的可伸缩式护盾，所述可伸缩式护盾与对应的超前TBM或所述扩挖TBM之间设置有油压缸。

4.根据权利要求1所述的实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，所述刀盘Ⅰ后设置有铲斗Ⅰ用于铲起经刀盘Ⅰ破碎的岩渣，所述铲斗Ⅰ下方设置有皮带运输机Ⅰ用于将岩渣输送出去；

所述刀盘Ⅱ后设置有铲斗Ⅱ用于铲起经刀盘Ⅱ破碎的岩渣，所述铲斗Ⅱ下方设置有皮带运输机Ⅱ用于将岩渣输送出去。

5.根据权利要求1所述的实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，所述超前TBM上搭载有用于对掌子面前方钻掘超前钻孔的地质钻机，用于向掌子面前方喷水的喷水装备。

6.根据权利要求5所述的实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，所述地质钻机包括钻杆和电机，所述电机驱动钻杆转动，对掌子面前方钻掘超前钻孔。

7.根据权利要求5所述的实现卡机脱困的组合式TBM，其特征在于，所述喷水装备包括水泵、水管、喷头、喷嘴和止水阀，所述水管的两端分别连接水泵和喷头，所述喷头上设置有所述喷嘴，所述喷头伸入所述超前钻孔内。

8.一种基于权利要求1所述的实现卡机脱困的组合式TBM的卡机脱困掘进方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、将所述超前TBM和所述扩挖TBM的掘进面齐平并对准待开挖洞室位置；

S2、固定所述扩挖TBM的位置，启动所述超前TBM，使所述超前TBM向前掘进一个行程，停止所述超前TBM；

在所述超前TBM掘进的过程中，若所述超前TBM遭遇卡机，立刻停止所述超前TBM，判断卡机原因，若为岩爆坍塌造成的卡机，将超前TBM与后方的拖车连接，由拖车将超前TBM拽回实现人工脱困，再对超前洞室进行出渣、支护处理；若为围岩大变形造成的卡机，对围岩进行超前支护后，启动所述扩挖TBM，使所述扩挖TBM向前掘进至与所述超前TBM齐平的位置实现自主脱困，再重复步骤S2；

S3、启动所述扩挖TBM，使所述扩挖TBM向前掘进一个行程；

S4、重复步骤S1-S3，直至完成洞室开挖。