[发明专利]一种护盾式双支护掘进机及其应用方法

说明书

本发明公开了一种护盾式双支护掘进机及其应用方法，解决了现有护盾式TBM发生卡机时操作困难、耗时耗力的技术问题。本发明包括前后相连的前盾和尾盾，前盾上设置有刀盘，尾盾内设置有管片拼装机，前盾和尾盾之间的顶部开设有拱架安装口，拱架安装口可拆卸设置有封板，盾体内设置有与拱架安装口相对应的拱架安装器。当发生卡机时，本发明可便捷地拆除前盾和尾盾之间的封板，施工人员可以便捷地将卡机部分的围岩挖除；随后拱架安装口下方的拱架安装器将预制拱架支护在破碎围岩下方，然后将封板重新安装在拱架安装口上。本技术方案不仅能够对破碎围岩进行支护，而且还能在地质较差的地层进行预支护，进而可控制围岩防止变形，避免尾盾被再次卡死。

技术领域

本发明涉及掘进支护技术领域，特别是指一种护盾式双支护掘进机及其应用方法。

背景技术

目前岩石隧道开挖主要应用岩石隧道掘进机（简称TBM），TBM按照机型可分为敞开式TBM和护盾式TBM。护盾式TBM在施工过程中需要安装管片，这样TBM的盾体连同拼装的管片构成了一个封闭系统，将隧道洞壁与TBM内施工人员分离开，保护施工人员安全。

护盾式TBM在遇到围岩塌方、地层软弱变形时容易发生卡机的风险。护盾式TBM卡机时，需要拆除已拼装的管片或割除一部分护盾，使隧道洞壁暴露出来，以便作业人员对塌方岩石进行人工扩挖和支护处理。待机器脱困成功后再将拆除的管片、割除的盾体复原，拆除和复原管片盾体、处理塌方围岩时人工支护等作业量大，耗时耗力。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种护盾式双支护掘进机及其应用方法，解决了现有护盾式TBM发生卡机时操作困难、耗时耗力的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种护盾式双支护掘进机，包括前后相连的前盾和尾盾，前盾上设置有刀盘，尾盾内设置有管片拼装机，前盾和尾盾之间的顶部开设有拱架安装口，拱架安装口可拆卸设置有封板，盾体内设置有与拱架安装口相对应的拱架安装器。本技术方案设置拱架安装口，可通过拱架安装口便捷地应对卡机情况的发生，当发生卡机时，拆除前盾和尾盾之间的封板，施工人员可以便捷地将卡机部分的围岩挖除；随后拱架安装口下方的拱架安装器将预制拱架支护在破碎围岩下方，然后将封板重新安装在拱架安装口上。本技术方案不仅能够对破碎围岩进行支护，而且还能在地质较差的地层进行预支护，进而可控制围岩防止变形，避免尾盾被再次卡死。

进一步地，所述拱架安装口环绕掘进机的轴线开设，不仅便于挖除围岩，而且也能够便捷地安装预制拱架；拱架安装口围绕掘进机轴线的圆心角为60°-180°，可以根据掘进地段的地质条件及施工标准确定拱架安装口的大小，使拱架安装口的大小与需要被安装的预制拱架相适应。

进一步地，所述拱架安装口围绕掘进机轴线的圆心角为120°，此拱架安装口的尺寸是一种通用的优选尺寸，既能够保证支护的可靠性，又能够保证拱架安装通过的便捷性。

进一步地，所述封板的前端与前盾可拆卸连接，封板的后端与尾盾活动对接，或者所述封板的后端与尾盾可拆卸连接，封板的前端与前盾活动对接。封板的一端与盾体相连，既能够保证对拱架安装孔的封堵，又能够保证前盾与尾盾之间有足够的活动余量。

进一步地，所述封板包括前盾封板和尾盾封板，前盾封板的前端可拆卸连接在前盾上，尾盾封板的后端可拆卸连接在尾盾上，前盾封板的后端和尾盾封板的前端活动插接。设置活动插接的前盾封板和尾盾封板共同作为拱架安装口的封板，可以进一步保证对拱架安装口封堵的可靠性。

一种护盾式双支护掘进机的应用方法，包括以下步骤：步骤一，封板的拆除，当盾体发生卡机时拆除封板对拱架安装口的封堵；步骤二，开挖围岩，通过拱架安装口将盾体外围的围岩进行开挖，开挖出拱架安装槽；步骤三，安装拱架，使用拱架安装器将预制拱架通过拱架安装口支护在拱架安装槽内；步骤四，封板的安装，收回拱架安装器，使用封板对拱架安装口进行封堵。