[发明专利]一种旋转式连续掘进机及其基于螺旋管片的施工方法

权利要求书

1.一种旋转式连续掘进机，包括盾体（1），其特征在于：所述盾体（1）内设有回转机构（2），回转机构（2）上设有轴向设置的支撑件（3），支撑件（3）在圆周方向上呈螺旋分布且与螺旋管片（4）相对应；

所述回转机构（2）包括转动设置在盾体（1）尾部的回转环（2-2）；所述支撑件（3）沿回转环（2-2）周向均匀分布，且相邻两个支撑件（3）之间的圆周间隔大于单个螺旋管片的圆周弧长；所述支撑件（3）为伸缩柱，伸缩柱的自由端设有滚轮（5），滚轮（5）位于同一螺旋线上，螺旋线方向与螺旋管片螺旋方向相同，施工状态下，滚轮（5）与螺旋管片（4）的轴向螺旋面滑动接触或滚动接触。

2.根据权利要求1所述的旋转式连续掘进机，其特征在于：所述回转机构（2）还包括固定在盾体（1）尾部的驱动装置（2-1），回转环（2-2）的中心轴线与盾体（1）的中心轴线重合，驱动装置（2-1）与回转环（2-2）相连接带动回转环（2-2）转动。

3.根据权利要求2所述的旋转式连续掘进机，其特征在于：所述回转环（2-2）为大齿圈，大齿圈通过齿圈轴承（2-3）与盾体（1）转动连接，驱动装置（2-1）的输出端设有小齿轮（2-4），小齿轮（2-4）与大齿圈相啮合。

4.一种基于螺旋管片的如权利要求1~3任一项所述的旋转式连续掘进机的施工方法，其特征在于：步骤如下：S1：将掘进机吊运至始发井内，并在始发井内进行始发支护，形成螺旋反力支撑架；

S2：位于掘进机盾体（1）尾部的支撑件（3）顶撑在螺旋反力支撑架上；

S3：掘进机向前掘进的同时，对螺旋管片（4）进行拼装，回转机构（2）带动支撑件（3）沿螺旋管片的轴向螺旋面进行连续顶推，实现管片的螺旋前进拼装和掘进机的连续掘进；

S4：重复步骤S3，直至掘进机完成整段隧道施工。

5.根据权利要求4所述的基于螺旋管片的旋转式连续掘进机的施工方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤如下：

S3.1：回转机构（2）带动支撑件（3）沿螺旋反力支撑架转动，推进掘进机向前掘进；

S3.2：支撑件通过转动为待拼装螺旋管片留出安装空间，然后通过拼装机对新的螺旋管片进行拼装，新螺旋管片拼装过程中，支撑件持续保持旋转；

S3.3：待新螺旋管片拼装完成之后，持续旋转的支撑件转至新螺旋管片的轴向螺旋端面，产生轴向顶推力；

回转机构（2）带动支撑件（3）连续转动，新螺旋管片连续被拼装，支撑件连续产生轴向顶推，实现管片的螺旋前进拼装和掘进机的连续掘进；

S3.4：重复步骤S3.2~S3.3，完成后续螺旋管片的安装。

6.根据权利要求5所述的基于螺旋管片的旋转式连续掘进机的施工方法，其特征在于：所述回转机构（2）带动支撑件（3）的转动速度与螺旋管片拼装的速度相匹配。

7.根据权利要求6所述的基于螺旋管片的旋转式连续掘进机的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中的螺旋反力支撑架的螺旋方向与螺旋管片的螺旋方向相同。

8.根据权利要求7所述的基于螺旋管片的旋转式连续掘进机的施工方法，其特征在于：在掘进机进行掘进前，根据单个螺旋管片的轴向宽度、开挖直径确定支撑件伸出长度，当整个开挖直径不变且使用同一种固定轴向宽度的螺旋管片时，每个支撑件伸出的长度保持固定不变。