[发明专利]一种适应软弱围岩的TBM推进系统及其推进方法

权利要求书

1.一种适应软弱围岩的TBM推进系统，其特征在于，该TBM推进系统包括主推进系统和辅助推进系统；

主推进系统包括主梁(3)、主推进油缸(4)、主撑靴(5)、鞍架(6)和尾支撑(11)；主梁(3)上滑动设置鞍架(6)，鞍架(6)上固定连接主撑靴(5)；主撑靴(5)和主梁(3)前段之间铰接安装有主推进油缸(4)；主梁(3)后段安装有尾支撑(11)；

辅助推进系统包括护盾(1)、钢管片(2)、辅助推进油缸(12)和辅助支撑单元；护盾(1)由六个护盾分块组成，位于主梁(3)前端；护盾(1)的分块通过导向座(17)布置在主驱动(18)周围；导向座(17)焊接固定于主驱动(18)圆周外表面板上，导向座(17)与其对应的分块销接；六个护盾分块分别为一个下护盾分块(16)、两个侧护盾分块(15)、两个搭接护盾分块(14)和一个上护盾分块(13)；上护盾分块(13)和下护盾分块(16)分别位于护盾(1)的上部和下部，两个侧护盾分块(15)分别位于护盾(1)的两侧部，两个搭接护盾分块(14)分别位于上护盾分块(13)与侧护盾分块(15)之间，六个护盾分块彼此之间通过销轴连接构成护盾圆周；

钢管片(2)于护盾(1)尾部开始环向拼接，钢管片(2)与隧道围岩粘结成为一体，形成隧道洞壁的支护结构；同时，钢管片(2)还作为辅助推进油缸反向推进支点；

辅助推进油缸(12)共设有14个，均栓接在护盾(1)的外板内；其中4个辅助推进油缸(12)安装在下护盾分块(16)上，6个辅助推进油缸(12)对称安装在两个侧护盾分块(15)上，2个辅助推进油缸(12)对称安装在两个搭接护盾分块(14)上，其余2个辅助推进油缸(12)安装在顶护盾分块(13)上；

辅助支撑单元包括两个支撑框架(10)，支撑框架(10)固定于鞍架(6)下方；支撑框架(10)内设有滑槽结构，用于套接竖支腿(7)，两个竖支腿(7)尾端共同连接有底撑靴(8)；

竖支腿(7)下端两侧设有吊耳结构，吊耳结构与支撑框架(10)下焊接的支腿液压缸固定座(19)之间铰接有支腿液压缸(9)。

2.根据权利要求1所述的一种适应软弱围岩的TBM推进系统的推进方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在辅助推进模式下，控制主撑靴(5)收回，不撑紧洞壁；

2)在掘进完成后的隧道洞壁上铺设钢管片(2)以作为辅助推进油缸(12)反推力和鞍架(6)下方作为撑靴(8)的作用支撑点；

3)在主梁(3)后段的尾支撑(11)支起主机下控制主推进油缸(4)使其处于缩回状态，并将其调整为随动模式；

4)通过调整支腿液压缸(9)的伸出长度将底撑靴(8)撑紧钢管片(2)底部，并收回尾支撑(11)；

5)控制14个辅助推进油缸(12)同时伸出顶住钢管片(2)前端，提供TBM主机向前推进的推进反力；

6)完成一个掘进循环后，收回竖支腿(7)和底撑靴(8)，尾支撑(11)伸出撑紧洞壁底部，控制辅助推进油缸(12)和主推进油缸(4)缩回，沿已有的钢管片(2)继续铺设新的钢管片(2)；

7)重复步骤2)至6)。

3.根据权利要求2所述的一种适应软弱围岩的TBM推进系统的推进方法，其特征在于：在所述步骤2)中，在钢管片(2)和洞壁之间填充细石混凝土。

4.根据权利要求2所述的一种适应软弱围岩的TBM推进系统的推进方法，其特征在于：在所述步骤4)和5)中控制底撑靴(8)和辅助推进油缸(12)以高压伸出。