[发明专利]一种软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置及施工方法

权利要求书

1.一种软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，该加固装置以主架体（1）为中心、两边对称的结构，其特征在于：该装置的中间处设有主架体（1），主架体（1）通过主架体固定法兰与TBM鞍架（Ⅱ）固定连接；主架体（1）的轴端处分别通过法兰连接中间移动横梁（2）的一端，中间移动横梁（2）的另一端连接端部移动横梁（5）的一端，端部移动横梁（5）为中空结构，其中空处设有伸缩油缸（6），伸缩油缸（6）的伸出部分朝向端部移动横梁（5）的另一端，伸缩油缸的伸出部分连接端部伸缩横梁（7）的一端，端部伸缩横梁（7）的另一端设有弹性隔环（8），弹性隔环（8）通过钢模板固定销（9）和球窝关节（10）连接钢模板（11），钢模板（11）为垂直于水平面的且圆心朝内的半圆结构，在半圆结构的中心偏上位置设有注浆球阀（12）和快联接头（13）。

2.根据权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，其特征在于：主架体（1）的框架左、右两侧面开有矩形长孔，两个中间移动横梁（2）穿过两侧的矩形长孔横置在主架体内部，两个中间移动横梁（2）在对应于平移导杆（14）的位置开有孔，孔内固定有导套，平移导杆（14）分别穿过两个固定的导套，使中间移动横梁（2）和平移导杆（14）间构成移动副，中间移动横梁（2）与主架体（1）之间通过平移油缸铰接，中间移动横梁（2）能够在两个平移导杆（14）上平行移动，两个中间移动横梁（2）的两端通过中间移动横梁法兰（3）和端部移动横梁法兰（4）分别与端部移动横梁（5）连接。

3.根据权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，其特征在于：平移导杆（14）与中间移动横梁（2）垂直设置，通过平移导杆（14）将两组钢模板（11）连接起来；平移导杆（14）的伸出端设有主架体固定法兰（15）。

4.根据权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，其特征在于：两个中间移动横梁（2）分别连接平移油缸a（17）和平移油缸b（18），平移油缸a（17）的一端固定于主架体（1）内部的支座上，另一端固定于一个中间移动横梁（2）的侧部支座上，平移油缸b（18）的两端分别固定于两个中间移动横梁（2）的侧部支座上。

5.根据权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，其特征在于：钢模板（11）通过球窝关节（10）与端部伸缩横梁（7）的球窝关节（10）构成转动副。

6.根据权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，其特征在于：端部伸缩横梁（7）的外径小于端部移动横梁（5）的内径。

7.根据权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置，其特征在于：钢模板（11）的圆心朝内即圆心位于对称结构的中心。

8.一种如权利要求1所述的软弱围岩敞开式TBM施工围岩加固装置的施工方法，其特征在于：通过TBM鞍架（Ⅱ）在TBM主梁（Ⅲ）上前行移动能够以软快的速度将该装置定位于软弱围岩处；伸缩油缸（6）伸出，带动端部伸缩横梁（7）伸出使钢模板（11）接近侧壁围岩；通过伸缩油缸a（17）和平移油缸b（18）分别单独微调两个中间移动横梁（2）的相对位置，使其带动钢模板（11）前后微动调节以壁开围岩侧壁上已经拼装好的钢拱架；伸缩油缸（6）继续伸出将钢模板（11）顶紧于围岩侧壁上，并以足够的压力维持撑紧状态；通过钢模板（11）上的注浆球阀（12）、快联接头（13）连接注浆管路向钢模板（11）背后的软弱围岩或塌腔进行压力注浆；当注浆充实并有一定固化后，伸缩油缸a（17）和平移油缸b（18）缩回使钢模板与围岩侧壁脱离接触；注浆后的软弱围岩彻底固化后，TBM撑紧靴能够撑紧该处围岩，TBM继续向前掘进。