The invention discloses a new type of compound anti card single shield TBM and its construction method, and solves the problem that the shield type TBM card machine has high risk, low safety factor and not easy to adjust the posture of shield body in the existing technology. The invention includes a knife plate, a main drive, a front shield, and a rear shield connected to the control system. The front shield includes the upper shield and lower shield, the rear shield includes the upper shield and the lower shield. The front shield and the lower front shield are connected through the first lifting oil cylinder. The upper shield connects with the main driver through the second lifting oil cylinder, and the front shield passes through the shield. The third lifting oil cylinders are connected with the main drive, and the upper and rear supports are respectively connected through the fourth lifting oil cylinders, the fifth lifting oil cylinders and the variable diameter oil cylinders. The invention prevents the single shield TBM from being stuck in the bad stratum by a variety of ways, such as rapid lifting and expanding, dynamic support of shield body, main drive and forward grouting. At the same time, the shield can be rolled through the main drive to achieve the use of single shield TBM in hard rock formations.
【技术实现步骤摘要】
一种新型复合防卡单护盾TBM及其施工方法
本专利技术涉及地下施工
,特别是指一种新型复合防卡单护盾TBM及其施工方法。
技术介绍
全断面硬岩隧道掘进机(FullFaceTunnelBoringMachine),简称TBM,主要应用于硬岩地层的开挖,在城市轨道交通、市政、引水隧洞、铁路、公路等领域具有广泛应用。TBM根据结构形式可分为敞开式TBM和护盾式TBM,其中敞开式TBM主要包括凯式(双X支撑)TBM和主梁式TBM,护盾式TBM主要包括双护盾TBM和单护盾TBM。根据地质条件不同,敞开式TBM主要应用于岩石稳定性好、软弱围岩占比较低的隧道,护盾式TBM主要应用于软弱围岩占比较大的隧道。在软硬围岩交互地层中,通常选用双护盾TBM;在软弱围岩占比较高、岩石强度较低的地质条件下,通常选用单护盾TBM。敞开式TBM主机较短,在主机后部布置多种支护设备和支护平台,主要包括钢拱架安装装置、锚杆钻机、喷浆系统等,因此在软弱围岩中的通过性较好。然而在软弱围岩大变形底层、断层破碎带、高地应力等不良地层中,由于人工作业区域缺少防护,因此安全性较低。护盾式TBM整个主机处在盾体防护之中,且后配套区域采用管片拼装衬砌,因此安全性较高。但是与敞开式TBM相比,护盾式TBM主机较长,在大变形、断裂破碎带地层中卡机风险增加。在软弱围岩占比较高的地层中掘进时,单护盾TBM通常通过刀盘双向旋转的方式调整盾体姿态。但是在硬岩地层中刀盘单向旋转的特点使得单护盾TBM盾体滚转无法有效解决,因此限制了其使用范围。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足,本专利技术提出一种新型复合防卡单护盾T ...
【技术保护点】
1.一种新型复合防卡单护盾TBM,包括刀盘(1)、主驱动(2)、前盾体和后盾体,主驱动(2)设置在前盾体和后盾体的内部,刀盘(1)安装在前盾体的前部,后盾体安装在前盾体的后部,其特征在于:所述前盾体包括上前盾(3)和下前盾(4),后盾体包括上后盾(7)和下后盾(8),上前盾(3)和下前盾(4)通过第一举升油缸(13)相连接,上前盾(3)通过第二举升油缸(14)与主驱动(2)相连接,下前盾(4)通过第三举升油缸(15)与主驱动(2)相连接;上后盾(7)和下后盾(8)分别通过第四举升油缸(16)、第五举升油缸(17)及变径油缸(20)相连接;下后盾(8)的前端通过铰接油缸(6)与主驱动(2)相连接,下后盾(8)的后端通过复合油缸与主驱动相连接,上后盾(7)和下后盾(8)内部均设有用于顶紧管片的推进油缸(5),下后盾(8)内部设有超前注浆管(9)、超前钻机(10)和管片拼装机(11),超前钻机(10)位于管片拼装机(11)的上方,超前注浆管(9)与注浆机构相连接。
【技术特征摘要】
1.一种新型复合防卡单护盾TBM,包括刀盘(1)、主驱动(2)、前盾体和后盾体,主驱动(2)设置在前盾体和后盾体的内部,刀盘(1)安装在前盾体的前部,后盾体安装在前盾体的后部,其特征在于:所述前盾体包括上前盾(3)和下前盾(4),后盾体包括上后盾(7)和下后盾(8),上前盾(3)和下前盾(4)通过第一举升油缸(13)相连接,上前盾(3)通过第二举升油缸(14)与主驱动(2)相连接,下前盾(4)通过第三举升油缸(15)与主驱动(2)相连接;上后盾(7)和下后盾(8)分别通过第四举升油缸(16)、第五举升油缸(17)及变径油缸(20)相连接;下后盾(8)的前端通过铰接油缸(6)与主驱动(2)相连接,下后盾(8)的后端通过复合油缸与主驱动相连接,上后盾(7)和下后盾(8)内部均设有用于顶紧管片的推进油缸(5),下后盾(8)内部设有超前注浆管(9)、超前钻机(10)和管片拼装机(11),超前钻机(10)位于管片拼装机(11)的上方,超前注浆管(9)与注浆机构相连接。2.根据权利要求1所述的新型复合防卡单护盾TBM,其特征在于:所述下后盾(8)内固定连接有米字梁(21),主驱动(2)的后部设有箱型钢结构(22),箱型钢结构(22)内设有主机皮带机(23);复合油缸包括第一复合油缸(18)和第二复合油缸(19),第一复合油缸(18)设置在箱型钢结构(22)的左右两侧,第二复合油缸(19)设置在箱型钢结构(22)的上部。3.根据权利要求2所述的新型复合防卡单护盾TBM,其特征在于:所述第一复合油缸(18)的一端与米字梁(21)固定连接、另一端与箱型钢结构(22)面接触,第二复合油缸(19)的一端与米字梁(21)相连接、另一端与箱型钢结构(22)相连接,主机皮带机(23)向前延伸至刀盘(1)后部。4.根据权利要求1所述的新型复合防卡单护盾TBM,其特征在于:所述上后盾(7)的前端通过变径油缸(20)与下后盾(8)相连接,上后盾(7)的中部通过第四举升油缸(16)与下后盾(8)相连接,上后盾(7)的后端通过第五举升油缸(17)与下后盾(8)相连接。5.根据权利要求3或4所述的新型复合防卡单护盾TBM,其特征在于:所述铰接油缸(6)和推进油缸(5...
【专利技术属性】
技术研发人员:李龙飞,赵华,张宁川,贺飞,栾保成,张喜冬,
申请(专利权)人:中铁工程装备集团有限公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
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