[发明专利]一种双结构TBM

说明书

本发明涉及一种双结构TBM，包括主梁、鞍架、撑靴单元及两侧扭矩油缸，还包括刚性连接支撑单元，用于在盾体推进掘进模式下安装在两侧撑靴上，刚性连接支撑单元包括：刚性连接件，用于可拆地与两侧撑靴固定装配，使两侧撑靴相对固定以形成撑靴框架；底部支撑部，用于支撑在所述盾体后侧管片环的底部以形成支点。这样一来，在主推进掘进模式下，利用两侧扭矩油缸和撑靴油缸可实现调向需求，在盾体推进掘进模式下，可将刚性连接支撑单元安装在两侧撑靴上，使两侧撑靴相对固定以形成撑靴框架，同样可利用两侧扭矩油缸和撑靴油缸可实现调向需求，不需要再像现有技术中一样在后支撑单元上另外布置数量较多的油缸以满足调向需求。

技术领域

本发明涉及一种双结构TBM。

背景技术

随着中国盾构事业的蓬勃发展，硬岩掘进机（简称TBM）的应用也越来越多，TBM可分为敞开式TBM和护盾式TBM。

敞开式TBM工作时，采用喷锚支护方式，由主推进油缸为主机提供向前掘进的动力，支反力由撑紧洞壁的撑靴提供。TBM在通过破碎围岩段时，撑靴无法直接撑紧破碎围岩，获取不到足够的支反力，推力将大大降低，此时只能以较低的推力向前掘进，或等支护完成后才能恢复正常掘进，该过程中掘进效率大大降低。

护盾式TBM的盾体内布置有盾体推进油缸，采用管片支护方式，拼装的管片环为盾体推进油缸（见图1）提供推进反力。护盾式TBM较敞开式TBM的盾体长，容易增加卡机风险，尤其在大变形收敛地层掘进时，卡机处理时间较长，影响掘进效率。

由于地层结构复杂多样，单一结构形式TBM的推进系统无法满足施工需求，任何一种单一结构形式TBM的推进系统在面对情况复杂的围岩地质时，均有一定的局限性。

在申请公布号为CN109826637A的中国发明专利中公开了一种双结构TBM及双结构TBM施工方法，既配置了喷锚支护掘进单元，又配置了管片支护掘进单元，喷锚支护掘进单元包括主梁推进油缸和撑靴单元，主梁推进油缸的前端铰接在主梁上，后端与撑靴单元铰接，管片支护掘进单元包括管片拼装机和盾体推进油缸。当洞壁强度足够时，由撑靴单元撑紧洞壁，主梁推进油缸伸长，提供向前的推动力。在经过破碎围岩段时，由管片拼装机在洞壁内拼装管片环，由盾体推进油缸反向顶推管片环，盾体推进油缸伸出顶压在后方的管片环上，提供向前的推进力。

现有双结构TBM中，喷锚支护掘进单元工作时，TBM进入喷锚支护掘进模式，此时，可利用鞍架上的撑靴油缸和前部竖直调向油缸，实现左右调向、上下调向及回转调向。在管片支护掘进单元工作时，TBM进入管片支护掘进模式，由于管片拼装后背部未回填灌浆，撑靴无法撑紧洞壁以提供支反力及掘进调向转弯功能，虽然可采用盾体推进油缸提供掘进推力，但无法实现掘进调向转弯功能，可利用后支撑单元上设置的后部竖直调向油缸和横向布置的双作用油缸实现调向，具体而言，两侧后部竖直调向油缸配合使用可对应带动主梁上下摆动或驱动主梁绕自身轴线转动，双作用油缸在左右方向上伸缩动作可带动主梁左右摆动，实现左右调向。

上述TBM中，对于后支撑单元来讲，不仅配置有控制后支撑靴板升降的后支撑油缸，还配置有双作用油缸和后部竖向调向油缸，虽然这种布置方式可以满足管片支护掘进模式下的换步及转向，但是在后支撑单元上设置双作用油缸和后部竖向调向油缸会使得后支撑单元整体结构复杂，零部件数量多，会增大TBM的设计及制造成本。因此，有必要针对盾体推进掘进模式设计新的调向方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双结构TBM，相对于现有的依赖后支撑单元上相应油缸实现盾体推进掘进模式下调向的方式，能够提供一种盾体推进掘进模式下的新型调向方式。

为实现上述目的，本发明所提供的双结构TBM的技术方案是：一种双结构TBM，包括：

主梁，其上沿前后方向滑移装配有鞍架；

撑靴单元，通过两侧扭矩油缸沿上下方向可相对移动地支撑安装在鞍架上，撑靴单元包括布置于主梁左右两侧的两侧撑靴，以及对应驱动两侧撑靴张开、回缩的两侧撑靴油缸；