[发明专利]一种适用软岩地质的掘进机及掘进方法

说明书

本发明公开一种适用软岩地质的掘进机，包括刀盘、前盾、主驱动、推进系统、撑紧盾以及辅助支撑系统；辅助支撑系统包括安装件、撑靴组件、动力件、第一伸缩件以及第二伸缩件；动力件能根据工况带动撑靴组件撑紧在洞壁上，为撑紧盾提供支撑反力，并且在极限工况下撑紧盾不能提供支撑反力以及不能进行换步，辅助支撑系统能撑紧洞壁提供支撑反力并将撑紧盾向前推进，从而完成换步；同时掘进机在斜井掘进时，辅助支撑系统可以提供额外支撑，防止掘进机整体下滑。本发明还公开了一种掘进方法，包括使用适用软岩地质的掘进机在三种工况下进行掘进，通过三种不同工况下的掘进方法，能适应施工过程中的各种突发情况，便于施工的有序进行。

技术领域

本发明涉及掘进机领域，具体涉及一种适用软岩地质的掘进机及掘进方法。

背景技术

TBM(隧道掘进机)在软岩地层施工过程中，常遇到围岩收缩变形或塌落等情况，如何解决TBM快速支护问题，对提高软岩地层的TBM施工安全极其重要。

现有技术中，1、敞开式TBM，空顶距较大(即沿掘进方向，掌子面至支护系统的距离)，从掌子面到支护系统有很长范围的围岩裸露在外，没有对围岩进行及时有效支撑，存在塌方等危害；2、护盾式TBM，采用护盾支撑围岩，当遇到软岩收缩大变形时，易出现卡机和卡盾；3、现有TBM在软岩地层掘进时，单靠撑紧盾的撑靴难以保证向推进系统提供足够大的支撑反力，导致掘进失效。

综上所述，急需一种能提供有效支反力且适用软岩地质的掘进机及掘进方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种能提供有效支反力且适用软岩地质的掘进机及掘进方法，具体技术方案如下：

一种适用软岩地质的掘进机，包括刀盘、前盾、主驱动、推进系统、撑紧盾以及辅助支撑系统；所述刀盘、前盾、撑紧盾以及辅助支撑系统沿掘进方向依次设置；所述主驱动设置在前盾内；所述主驱动与刀盘连接；所述推进系统两端分别连接撑紧盾和前盾，用于推动刀盘掘进；所述撑紧盾用于为掘进机提供支反力；

所述辅助支撑系统包括安装件、撑靴组件、动力件、第一伸缩件以及第二伸缩件；

所述安装件滑动设置在外部辅助设备上，能沿掘进方向滑移；所述动力件设置在安装件上；所述撑靴组件设置在动力件上，通过动力件带动撑靴组件撑紧洞壁或与洞壁脱离接触；所述第一伸缩件的两端分别与撑紧盾以及安装件活动连接；所述第二伸缩件的两端分别与撑紧盾以及外部辅助设备活动连接。

以上技术方案优选的，所述撑靴组件数量为两组；两组撑靴组件分别设置在动力件的两端。

以上技术方案优选的，所述撑靴组件包括内套筒和第一撑靴；所述第一撑靴设置在内套筒上；所述动力件与内套筒连接，动力件用于带动内套筒沿垂直于洞壁方向运动。

以上技术方案优选的，所述第一伸缩件和第二伸缩件的数量均为两组。

以上技术方案优选的，还包括超前支护组件；所述前盾的上端设有安装部；所述超前支护组件设置在安装部上，用于围岩的支撑和稳固。

以上技术方案优选的，所述超前支护组件包括支撑件和锚固件；所述支撑件和锚固件均设置在安装部上，支撑件用于支撑围岩；锚固件用于锚固围岩。

以上技术方案优选的，所述撑紧盾包括护盾、撑靴伸缩件以及第二撑靴；所述第一伸缩件和第二伸缩件均与护盾活动连接；所述撑靴伸缩件设置在护盾上；所述第二撑靴设置在撑靴伸缩件上，通过撑靴伸缩件带动第二撑靴撑紧在洞壁上或与洞壁脱离接触。

以上技术方案优选的，所述撑靴伸缩件和第二撑靴的数量均为两组，且撑靴伸缩件和第二撑靴一一对应设置；沿撑靴伸缩件的伸缩方向，两组撑靴伸缩件之间形成安装部位；所述护盾的上端设有用于支护作业的作业平台。