一种隧道掘进机和隧道掘进机的施工方法技术

本申请公开了一种隧道掘进机，包括掘进机本体和撑紧盾，掘进机本体上连接有推进油缸，撑紧盾设于推进油缸的后方，用于撑紧隧道以给推进油缸提供反推力，撑紧盾的外侧设有过渡环，过渡环用于轴向支撑拼装在隧道洞壁上的管片以平衡管片的轴向受力。在地质条件较好的隧道施工过程中，对隧道洞壁不拼装管片，该隧道掘进机也能实现正常的掘进和步进，可提高施工效率，节省施工成本；并且在有管片和无管片施工的过渡段，过渡环的环片在支撑结构的支撑下可对管片进行支撑，以平衡管片在轴向上的受力，使管片受力均衡，而保持稳定。本申请提供的隧道掘进机的施工方法，同样不需对隧道洞壁拼装管片，可实现正常的掘进和步进，提高施工效率和降低施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道掘进机和隧道掘进机的施工方法
本专利技术属于隧道掘进设备
，具体涉及一种的隧道掘进机和隧道掘进机的施工方法。
技术介绍
隧道掘进机(TBM)是专门用于岩石地层隧道开挖的大型成套施工装备，其中，护盾式隧道掘进机在施工过程中均需拼装混凝土管片以为设备提供推进或步进的作用力，同时，在隧道洞壁上拼装管片，还可对隧道洞壁进行衬砌以提高洞壁的稳定性，确保隧道的安全。护盾式隧道掘进机在施工过程中，推进油缸在向前推进或步进的过程中，推进油缸需支撑在沿隧道铺设的管片上，通过管片来承受推进油缸的反作用力。由此可以看出，护盾式隧道掘进机在施工过程中，均需要沿着隧道拼装管片，来为主机提供前进或步进的作用力。然而，由于开挖隧道的距离通常比较长，隧道线路所穿越的地层的地质条件往往是不均一的，例如一条15km的岩石隧道，极有可能先后穿越软弱围岩、断层破碎带、以及构造完整的中硬岩层，其中，在围岩构造完整的中硬岩层中，隧道的洞壁具备较好的稳定性和安全性，无需采用拼装管片对隧道洞壁进行衬砌，在这种情况下，采用护盾式隧道掘进机施工，仍然进行拼装管片，会大大增加施工量，施工效率低，增大施工成本，从而均不能达到最佳的施工效率和经济性；并且，在拼装有管片的施工段，隧道掘进机的推进油缸支撑在管片的端面以提供推进力，而在无管片的施工段，推进油缸由隧道掘进机的自身部件进行支撑，不需要支撑在管片上，因此，在有管片和无管片施工的过渡段，当推进油缸不支撑在管片上时，管片一端的端面没有受到支撑力，从而管片会因受力不均而发生轴向移动。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种隧道掘进机，在地质条件较好的隧道施工过程中，该隧道掘进机的撑紧盾可直接撑紧在隧道的洞壁上，为推进油缸提供支撑以平衡推进油缸的推进力，使该隧道掘进机在不需对隧道洞壁拼装管片的条件下，也能实现正常的掘进和步进，从而可有效提高施工效率和降低施工成本，并且设置有过渡环，在有管片和无管片施工的过渡段，过渡环的环片在支撑结构的支撑下可对管片进行支撑，以平衡管片在轴向上的受力，使管片受力均衡，从而能够保持稳定。本申请还提供一种隧道掘进机的施工方法，同样不需对隧道洞壁拼装管片，可实现正常的掘进和步进，提高施工效率和降低施工成本。本专利技术提供的技术方案如下：一种隧道掘进机，包括掘进机本体和撑紧盾，所述掘进机本体上连接有推进油缸，所述撑紧盾设于所述推进油缸的后方，用于撑紧隧道以给所述推进油缸提供反推力，所述撑紧盾的外侧设有过渡环，所述过渡环用于轴向支撑拼装在隧道洞壁上的管片以平衡管片的轴向受力。一种隧道掘进机的施工方法，所述方法采用了上述隧道掘进机，其特征在于，包括以下步骤：安装掘进机本体、推进油缸和撑紧盾，使撑紧盾位于推进油缸的后侧；撑紧盾撑紧在洞壁上；启动掘进机本体及推进油缸，推进油缸伸出并支撑在撑紧盾上，进行推进；完成一个掘进循环的开挖距离，停止推进，推进油缸回缩；撑紧盾脱离洞壁；将撑紧盾向前移动一个步进行程，开始下一个掘进循环。进一步的，在掘进机本体的拼装机托梁的末端加设支撑装置。进一步的，安装支撑环，使支撑环与撑紧盾的前部可拆卸连接。进一步的，在隧道洞壁上设置过渡环，使过渡环与管片挤压接触。进一步的，加固过渡环。进一步的，加固过渡环具体还可为，从过渡环上的通孔向过渡环外侧注入填充材料。进一步的，加固过渡环具体为，向过渡环上的插口插入挡板至挡板抵紧隧道得洞壁。进一步的，加固过渡环具体还可为，从过渡环通孔向隧道洞壁打入锚杆。本专利技术提供的隧道掘进机，包括掘进机本体和撑紧盾，掘进机本体上连接有推进油缸，撑紧盾用于支撑推进油缸并承受推进油缸的反推力，在地质条件一般或者较好的隧道施工过程中，隧道洞壁在不拼装管片进行衬砌时仍具备良好的安全稳定性的条件下，撑紧盾直接撑紧在隧道两侧的洞壁上，依靠撑紧盾与洞壁围岩之间的摩擦力，以承受推进油缸的反推力和扭矩。撑紧盾为推进油缸提供支撑，使该掘进机在不需对隧道洞壁拼装管片的条件下，也能实现正常的掘进和步进，降低了施工工作量，从而可大大提高施工效率，极大地节省了施工成本，具有良好的经济效益；另外，改变了传统掘进机对管片支撑的依赖，扩大了设备的适应范围；并且设置有过渡环，在有管片和无管片施工的过渡段，过渡环的环片在支撑结构的支撑下可对管片进行支撑，以平衡管片在轴向上的受力，使管片受力均衡，从而能够保持稳定。本申请还提供一种隧道掘进机的施工方法，同样不需对隧道洞壁拼装管片，可实现正常的掘进和步进，提高施工效率和降低施工成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的隧道掘进机的结构示意图；图2为本实施例1提供的隧道掘进机的撑紧盾的结构示意图；图3为本实施例1提供的隧道掘进机的撑紧盾的正面剖视图；图4为本实施例1提供的隧道掘进机的支撑环轴向宽度计算示意图；图5为本实施例1提供的隧道掘进机的结构示意图；图6为本实施例2提供的隧道掘进机的过渡环的结构示意图；图7为本实施例2提供的隧道掘进机的过渡环的剖面结构示意图；图8为本实施例2提供的隧道掘进机由有管片施工向无管片施工过渡段拼装过渡环的施工结构示意图；图9为本实施例2提供的加固过渡环的施工结构示意图；图10为本实施例2提供的隧道掘进机由有管片施工向无管片施工过渡的结构示意图；图11为本实施例2提供的隧道掘进机由无管片施工向有管片施工过渡段拼装过渡环的施工结构示意图；图12为本实施例2提供的隧道掘进机由无管片施工向有管片施工过渡段拆卸支撑环的施工结构示意图；图13为本实施例2提供的隧道掘进机由无管片施工向有管片施工过渡段加固过渡环及拼装管片的施工结构示意图；图14为本实施例2提供的隧道掘进机由无管片施工向有管片施工过渡段拆卸支撑盾的施工结构示意图。附图标记说明：支撑环1；撑紧盾2；撑靴201；撑紧油缸202；护盾203；铰接座204；推进油缸3；过渡环4；环片401；通孔402；插口403；挡板404；锚杆405；拼装机5；管片6；盾尾7；管片吊机8；拖拉油缸9；托梁10；洞壁围岩11；充填材料12；喂片机13。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。首先需要说明的是，本申请中所述的“向前”、“前侧”或“前方”中，“前”所指向的方向，是指隧道掘进机掘进前进的方向；反之，“后”所指的方向，为与隧道掘进机掘进前进方向相反的方向。另外，“撑紧盾的外侧设有过渡环”中，撑紧盾的“外侧”，可以是撑紧盾以外的任何地方，只要能够实现对拼装在隧道洞壁上的管片进行支撑，且能平衡管片轴向的受力，例如可以指的是沿隧道轴向方向，撑紧盾的前侧或者后侧。实施例1如图1至图5所示，本实施例提供的一种隧道掘进机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道掘进机，其特征在于，包括掘进机本体和撑紧盾，所述掘进机本体上连接有推进油缸，所述撑紧盾设于所述推进油缸的后方，用于撑紧隧道以给所述推进油缸提供反推力，所述撑紧盾的外侧设有过渡环，所述过渡环用于轴向支撑拼装在隧道洞壁上的管片以平衡管片的轴向受力。

【技术特征摘要】
1.一种隧道掘进机，其特征在于，包括掘进机本体和撑紧盾，所述掘进机本体上连接有推进油缸，所述撑紧盾设于所述推进油缸的后方，用于撑紧隧道以给所述推进油缸提供反推力，所述撑紧盾的外侧设有过渡环，所述过渡环用于轴向支撑拼装在隧道洞壁上的管片以平衡管片的轴向受力。2.一种隧道掘进机的施工方法，所述方法采用了权利要求1所述的隧道掘进机，其特征在于，包括以下步骤：安装掘进机本体、推进油缸和撑紧盾，使撑紧盾位于推进油缸的后侧；撑紧盾撑紧在洞壁上；启动掘进机本体及推进油缸，推进油缸伸出并支撑在撑紧盾上，进行推进；完成一个掘进循环的开挖距离，停止推进，推进油缸回缩；撑紧盾脱离洞壁；将撑紧盾向前移动一个步进行程，开始下一个掘进循环。3.根据权利要求2所述的隧道掘进机的施工方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超毅，程永亮，杨佐斌，刘峰，侯秉军，秦鹏翔，刘绍宝，彭正阳，唐崇茂，
申请(专利权)人：华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司，中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43