新型雙模式tbm及其控制方法
2023-12-10 01:06:46 4
專利名稱：新型雙模式tbm及其控制方法
技術領域：
本發明屬於盾構及TBM工程技術領域，具體為一種新型雙模式TBM(混合式TBM) 及其控制方法。
背景技術：
EPB盾構(土壓平衡掘進機)及TBM(全斷面硬巖掘進機)是利用迴轉刀具開挖， 同時破碎洞內圍巖及掘進，形成全斷面隧道的一種新型、先進的隧道施工機械，被廣泛應用於鐵路、水利、電力、核電、交通等領域，對工程施工具有快速、優質、安全、經濟、環保等諸多突出優點，是隧道建設中首選施工方案。目前，國外相關盾構及TBM技術已經基本成熟，國內整套技術國產化能力正在穩步提升。隨著國家十一五、十二五期間鐵路、地鐵、水利、核電等諸多大型項目建設，國內盾構及TBM行業引領國內製造業製造技術水平將向產業更深層次延伸。硬巖TBM在良好地層中掘進效率佔居優勢，但設備總長過長，佔用場地大，TBM掘進與車站施工、後續施工存在一定幹擾，工籌難度加大，造價昂貴、耗資嚴重。TBM通用缺點為遇到不良地質或軟巖、硬巖交替地層，施工風險及難度急劇增大。雙護盾TBM主機較長， 在圍巖急劇收斂或者小曲線掘進過程中主機被卡風險急劇增大。EPB盾構則在軟土中掘進具有無可比擬的優勢，成套技術成熟、造價低廉，對其他各項施工幹擾小。針對部分線路地質中既有硬巖也有軟巖工程地質特殊工況，導致TBM在軟巖中不能順利掘進而常規EPB盾構又不能應用於硬巖情況。因此，急需一種既能在較軟地層或圍巖較差地層中掘進又兼具有硬巖掘進機性能的隧道施工裝備，使一臺設備具有更廣泛的地質適應性，同時對配套施工幹擾小，降低工程風險，是隧道掘進機設計及施工中的一大難題，也是制約隧道掘進機使用範圍的重要原因。
發明內容
為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供了一種可同時滿足軟巖及硬巖地層掘進的雙模式TBM及其控制方法。本發明可實現兩種掘進模式，開挖面不能自穩時為EPB 盾構模式軟巖掘進，開挖面自穩性良好時為TBM模式硬巖掘進；設備具有較強地質適應性， 同時整機結構相對簡單，模式轉換方便，對配套施工幹擾小、控制方便，設備造價低廉、經濟實用。本發明的的目的是這樣實現的新型雙模式TBM，其特徵在於包括刀盤1、以及與刀盤1連接的若干筒節的盾體系統、以及位於盾體系統內的主驅動4、保壓人倉5、推進油缸7，位於螺旋輸送機12、管片拼裝機10、反力系統及超前鑽機17 ；所述的盾構體系統包括與刀盤1連接的前盾2，與前盾2連接的中盾6，與中盾6 連接的尾盾8 ；前盾2的左上、右上方位布置有穩定器3，左下、右下部位布置有擺動缸18 ； 刀盤1連接有位於盾體系統內的主驅動4，主驅動4連接有位於中盾6內的推進油缸7，中
4盾6的左下、右下方位同時布置有擺動缸18 ；中盾6與尾盾8間設置有多組鉸接油缸16 ；所述的反力系統包括擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15，擋環9、鋼支撐13、 撐靴環11為一可隨時拆卸組裝的連接結構；撐靴環11為可拆解環形鋼結構，鋼支撐位置 22與撐靴環11筋板對應布置在撐靴環11的左上、右上、左下、右下四個區域對稱布置有撐靴缸20 ；每個撐靴缸20與靴板23間均為球角柔性連接；撐靴環11下部分布有耐磨條21， 撐靴環11的環片間通過連接法蘭19連接；擋環9與中盾6周圍對稱點位推進油缸7撐靴間設置有撐靴環拖拉裝置；導向環15為設置在尾盾8內側的可拆卸導向環；管片14通過位於尾盾8內的管片拼裝機10在盾構殼體23外進行拼裝。所述的前盾6周圍預留有超前注漿口，位於尾部盾8管片拼裝機10部位布置有超前鑽機17。所述的新型雙模式TBM的控制方法為1)、EPB 掘進模式軟土地質模式掘進時，在刀盤掌子面建立壓力以平衡水土壓力，防止掌子面坍塌， 湧水，減小沿線地表沉降；同時利用刀盤1推進，管片拼裝機10拼裝管片14循環向前掘進， 由預先鋪設的管片14為掘進提供反力，伴隨管片14背襯的同步注漿加固，推進油缸7循環換步向前推進，最終形成由環形管片襯砌的隧道；2)、TBM 掘進模式當掘進地層為良好硬質巖層時，刀盤掌子面穩定，切換掘進模式為TBM模式，臨時組裝擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15 ；在撐靴環11的左上、右上、左下、右下四個區域對稱布置有撐靴缸20，每個區域撐靴缸20與其他區域油缸可單獨控制，亦可協調控制； 每個撐靴缸20與靴板23間均為球角柔性連接，工作時使靴板M能自適應洞壁；四組撐靴缸20伸出使靴板23撐緊巖壁，為撐靴環11獲得足夠的摩擦力作為主機推進反力；擋環9、 鋼支撐13、撐靴環11連接為一整體結構，利用撐靴環11自重平衡鋼支撐13及擋環9的重力，並使推進油缸7在曲線段轉向推進時擋環9減少與尾盾8上附帶的導向環15的壓力， 減少尾盾抗力，利於尾盾8曲線轉向；擋環9與中盾周圍對稱點位推進油缸7撐靴間設置有撐靴環拖拉裝置；此拖拉裝置可在多組推進油缸7同時推進時為掘進提供推力，而在一個推進行程結束換步時帶動擋環9、鋼支撐13、撐靴環11向前行走；TBM模式掘進循環過程3) TBM模式掘進循環過程為撐靴環11上的撐靴缸20伸出，使靴板M撐緊巖壁，為推進提供反力，並由推進油缸7為主機掘進提供推力向前掘進，掘進一個行程後，撐靴環11 的撐靴缸20收回，而後推進油缸7收回，其中四個對稱點位的油缸帶動擋環9、鋼支撐13、 撐靴環11 一起向前行走一個行程；當撐靴環11的撐靴缸20再次伸出靴板M撐緊巖壁後， 整個掘進進入下一個循環，如此循環不斷向前掘進；在整個TBM掘進過程中管片拼裝機10 可停止工作，利用圍巖自穩性配合後期支護加固隧道；4) EPB模式——TBM模式轉換當掘進地層遭遇軟土——硬巖地質變化過程時，需將掘進模式由EPB模式轉換為 TBM模式。在EPB模式推進至圖4狀態，此時推進油缸7推進主機至一個管片寬度行程，然後收回推進油缸7，停機拆除第一管片環25、第二管片環沈、第三管片環27，剩下第四管片環28為後續工作留出空間，臨時組裝擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15，進行系統控制調試；至此EPB——TBM模式轉換結束，隨後按照TBM模式進行掘進，隧道洞壁支護加固可後期展開，兩種模式掘進交接部位洞內過渡修復伴隨支護進行；5)、TBM模式——EPB模式轉換當掘進地層遭遇硬巖——軟土地質變化過程時，需將掘進模式由TBM模式轉換為 EPB模式；拆除擋環9、鋼支撐13、導向環15，待撐靴環11撐緊巖壁後，緊鄰撐靴環11拼裝管片環；此時可由撐靴環11提供推進反力，由管片14作為過渡支撐，伴隨初步注漿逐漸建立注漿壓力，完成逐環管片襯砌；當掘進至已鋪設的管片14能夠提供足夠的支反力後，拆除撐靴環11，之後整個掘進完全按照EPB模式正常掘進。積極有益效果本發明克服了傳統土壓平衡盾構遭遇複雜巖土地層使用受限及 TBM在軟土地層中不能使用等缺點，兼顧了硬巖、軟土兩種掘進模式、管片拼裝與洞壁支護兩種隧洞支撐技術的優點，集硬巖掘進機技術與軟土盾構技術於一體的新型混合式TBM，既具有硬巖快速掘進功能，又具有開挖面平衡功能，使盾構技術與TBM相互滲透、相互融合， 拓展了設備的地質適應範圍，使單臺隧道掘進設備具有更廣泛的地質適應性。對設備穿越複雜地層施工具有模式快速轉換功能，對配套施工幹擾小，能有效減少施工風險，有同時設備相對操作簡單，造價低廉，控制方便，經濟實用。
圖1是本發明雙模式TBM設備主機結構示意圖；圖2時本發明主機穩定器及擺動缸布置結構示意圖；圖3是本發明撐靴環結構示意圖；圖4是本發明掘進模式由EPB模式轉換為TBM模式前狀態示意圖；圖5是本發明掘進模式由EPB模式轉換為TBM模式後狀態示意圖；圖6為本發明掘進模式由TBM模式轉換為EPB模式狀態示意圖；圖中為刀盤1、前盾2、穩定器3、主驅動4、人倉5、中盾6、推進油缸7、尾盾8、擋環9、管片拼裝機10、撐靴環11、螺旋輸送機12、鋼支撐13、管片14、導向環15、鉸接油缸16、 超前鑽機17、擺動缸18、連接法蘭19、撐靴缸20、耐磨條21、鋼支撐位置22、殼體23、靴板對、管片環一 25、管片環二沈、管片環三27、第四管片環觀。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明如圖1、所示，新型雙模式TBM，其特徵在於包括刀盤1、以及與刀盤1連接的若干筒節的盾體系統、以及位於盾體系統內的主驅動4、保壓人倉5、推進油缸7，位於螺旋輸送機12、管片拼裝機10、反力系統及超前鑽機17 ；如圖1、所述的盾構體系統包括與刀盤1連接的前盾2，與前盾2連接的中盾6，與中盾6連接的尾盾8 ；前盾2的左上、右上方位布置有穩定器3，穩定器3具有在硬巖地質條件下換刀時防振功能及防扭功能；左下、右下部位布置有擺動缸18 ；刀盤1連接有位於盾體系統內的主驅動4，主驅動4連接有位於中盾6內的推進油缸7，如圖2所示，中盾6的左下、右下方位同時布置有擺動缸18，跟前盾擺動缸18 —起具有在硬巖地質條件下協助調向功能；
如圖1所示，中盾6與尾盾8間設置有多組鉸接油缸16 ；主機中盾6與尾盾8間為被動鉸接，推進油缸撐靴與擋環9間為柔性支撐能滿足最小掘進轉彎半徑為300米曲線；如圖3所示，所述的反力系統包括擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15，擋環9、 鋼支撐13、撐靴環11為一可隨時拆卸組裝的連接結構；撐靴環11為可拆解環形鋼結構，鋼支撐位置22與撐靴環11筋板對應布置；在撐靴環11的左上、右上、左下、右下四個區域對稱布置有撐靴缸20 ；每個區域撐靴缸20與其他區域油缸可單獨控制，亦可協調控制。每個撐靴缸20與靴板23間均為球角柔性連接；工作時使靴板23能自適應洞壁。四組撐靴缸20 伸出使靴板M撐緊巖壁，為撐靴環11獲得足夠的摩擦力作為主機推進反力。利用撐靴環 11自重平衡鋼支撐13及擋環9的重力，並使推進油缸7在曲線段轉向推進時擋環減少與尾盾8上附帶的導向環15的壓力，減少尾盾8抗力，利於尾盾8曲線轉向；撐靴環11下部分布有耐磨條21，撐靴環11的環片間通過連接法蘭19連接；擋環9與中盾6周圍對稱點位推進油缸7撐靴間設置有撐靴環拖拉裝置，此拖拉裝置可在多組推進油缸7同時推進時為掘進提供推力，而在一個推進行程結束換步時帶動擋環9、鋼支撐13、撐靴環11向前行走； 導向環15為設置在尾盾8內側的可拆卸導向環；管片14通過位於尾盾8內的管片拼裝機 10在盾構殼體23外進行拼裝。所述的前盾6周圍預留有超前注漿口，在硬巖地層中遇到破碎圍巖時，可在管片拼裝機10部位設置超前鑽機10，進行超前地質注漿加固作業；位於尾部盾8管片拼裝機10 部位布置有超前鑽機17。所述的新型雙模式TBM的控制方法為1)、EPB 掘進模式軟土地質模式掘進時，在刀盤掌子面建立壓力以平衡水土壓力，防止掌子面坍塌， 湧水，減小沿線地表沉降；同時利用刀盤1推進，管片拼裝機10拼裝管片14循環向前掘進， 由預先鋪設的管片14為掘進提供反力，伴隨管片14背襯的同步注漿加固，推進油缸7循環換步向前推進，最終形成由環形管片襯砌的隧道；2)、TBM 掘進模式當掘進地層為良好硬質巖層時，刀盤掌子面穩定，切換掘進模式為TBM模式，臨時組裝擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15 ；在撐靴環11的左上、右上、左下、右下四個區域對稱布置有撐靴缸20，每個區域撐靴缸20與其他區域油缸可單獨控制，亦可協調控制； 每個撐靴缸20與靴板23間均為球角柔性連接，工作時使靴板M能自適應洞壁；四組撐靴缸20伸出使靴板23撐緊巖壁，為撐靴環11獲得足夠的摩擦力作為主機推進反力；擋環9、 鋼支撐13、撐靴環11連接為一整體結構，利用撐靴環11自重平衡鋼支撐13及擋環9的重力，並使推進油缸7在曲線段轉向推進時擋環9減少與尾盾8上附帶的導向環15的壓力， 減少尾盾抗力，利於尾盾8曲線轉向；擋環9與中盾周圍對稱點位推進油缸7撐靴間設置有撐靴環拖拉裝置；此拖拉裝置可在多組推進油缸7同時推進時為掘進提供推力，而在一個推進行程結束換步時帶動擋環9、鋼支撐13、撐靴環11向前行走； TBM模式掘進循環過程 3) TBM模式掘進循環過程為撐靴環11上的撐靴缸20伸出，使靴板M撐緊巖壁，為推進提供反力，並由推進油缸7為主機掘進提供推力向前掘進，掘進一個行程後，撐靴環11 的撐靴缸20收回，而後推進油缸7收回，其中四個對稱點位的油缸帶動擋環9、鋼支撐13、撐靴環11 一起向前行走一個行程；當撐靴環11的撐靴缸20再次伸出靴板M撐緊巖壁後， 整個掘進進入下一個循環，如此循環不斷向前掘進；在整個TBM掘進過程中管片拼裝機10 可停止工作，利用圍巖自穩性配合後期支護加固隧道；4) EPB模式——TBM模式轉換當掘進地層遭遇軟土——硬巖地質變化過程時，需將掘進模式由EPB模式轉換為 TBM模式。在EPB模式推進至圖4狀態，此時推進油缸7推進主機至一個管片寬度行程，然後收回推進油缸7，停機拆除第一管片環25、第二管片環沈、第三管片環27，剩下第四管片環觀為後續工作留出空間，臨時組裝擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15，進行系統控制調試；至此EPB——TBM模式轉換結束，如圖5所示；隨後按照TBM模式進行掘進，隧道洞壁支護加固可後期展開，兩種模式掘進交接部位洞內過渡修復伴隨支護進行；5)、TBM模式——EPB模式轉換當掘進地層遭遇硬巖——軟土地質變化過程時，需將掘進模式由TBM模式轉換為 EPB模式；當TBM掘進模式主機位於圖6狀態後，拆除擋環9、鋼支撐13、導向環15，待撐靴環11撐緊巖壁後，緊鄰撐靴環11拼裝管片環；此時可由撐靴環11提供推進反力，由管片14 作為過渡支撐，伴隨初步注漿逐漸建立注漿壓力，完成逐環管片襯砌；當掘進至已鋪設的管片14能夠提供足夠的支反力後，拆除撐靴環11，之後整個掘進完全按照EPB模式正常掘進。TBM及EPB兩種模式掘進共有特徵掘進過程中，以前盾2、中盾6作為主驅動4及刀盤1的支撐，由推進油缸7為整機掘進提供推力，並由主驅動4帶動刀盤1迴轉開挖掘進。 主機由多組推進油缸7協調控制提供推進力向前推進，並通過多組鉸接油缸16拖拉尾盾8 向前掘進。經過改良的渣土通過刀盤1進入前盾2 土倉，在通過螺旋輸送機12輸送至後配套拖車，然後由編組列車或者皮帶機運出洞外。本設備前盾2周圍設置的穩定器3具有在換刀過程中刀盤轉向時穩定盾體和防扭功能；前盾和尾盾外圍的擺動缸在協助主機在TBM掘進模式擺動調向功能；需要時在管片拼裝機部位布置超前鑽機17，具有在TBM掘進模式穿越不穩定圍巖地層時超前地質鑽孔， 超前注漿地質加固作用，有效降低工程風險。本發明所述主機具有巖石切削和軟土開挖的雙重功能，在軟土地層EPB掘進模式下能夠保證開挖面穩定、平衡水壓力、最大限度減小地表沉降。在硬巖TBM掘進模式下設備具有足夠的推力順利掘進。本發明所述的刀盤為複合式TBM刀盤，此刀盤可同時適應於硬巖或者軟巖，對複合地層具有較強地質適應性，通過調整刀盤轉向可以有效調節硬巖掘進過程中盾體滾動；本發明所述的主驅動4為加強型主驅動，滿足硬巖掘進及脫困所需扭矩；本發明所述螺旋輸送機12為軸式或帶式輸送機，可適應經改良後軟土及硬巖渣土輸送；本發明克服了傳統土壓平衡盾構遭遇複雜巖土地層使用受限及TBM在軟土地層中不能使用等缺點，兼顧了硬巖、軟土兩種掘進模式、管片拼裝與洞壁支護兩種隧洞支撐技術的優點，集硬巖掘進機技術與軟土盾構技術於一體的新型混合式TBM，既具有硬巖快速掘進功能，又具有開挖面平衡功能，使盾構技術與TBM相互滲透、相互融合，拓展了設備的地質適應範圍，使單臺隧道掘進設備具有更廣泛的地質適應性。對設備穿越複雜地層施工具有模式快速轉換功能，對配套施工幹擾小，能有效減少施工風險，有同時設備相對操作簡單，造價低廉，控制方便，經濟實用。 以上實施例僅用於說明本發明的優選實施方式，但本發明並不限於上述實施方式，在所述領域普通技術人員所具備的知識範圍內，本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替代和改進等，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍之內。
權利要求
1.新型雙模式TBM，其特徵在於包括刀盤(1)、以及與刀盤(1)連接的若干筒節的盾體系統、以及位於盾體系統內的主驅動G)、保壓人倉(5)、推進油缸(7)，位於螺旋輸送機 (12)、管片拼裝機(10)、反力系統及超前鑽機(17)。
2.根據權利要求1所述的新型雙模式TBM，其特徵在於所述的盾構體系統包括與刀盤 ⑴連接的前盾0)，與前盾⑵連接的中盾(6)，與中盾(6)連接的尾盾⑶；前盾(2)的左上、右上方位布置有穩定器(3)，左下、右下部位布置有擺動缸(18)；刀盤(1)連接有位於盾體系統內的主驅動G)，主驅動⑷連接有位於中盾(6)內的推進油缸(7)，中盾(6)的左下、右下方位同時布置有擺動缸(18)；中盾(6)與尾盾(8)間設置有多組鉸接油缸(16)。
3.根據權利要求1所述的新型雙模式TBM，其特徵在於所述的反力系統包括擋環 (9)、鋼支撐(13)、撐靴環(11)、導向環(15)；擋環(9)、鋼支撐(13)、撐靴環(11)為一可隨時拆卸組裝的連接結構；撐靴環(11)為可拆解環形鋼結構，鋼支撐位置02)與撐靴環 (11)筋板對應布置，在撐靴環(11)的左上、右上、左下、右下四個區域對稱布置有撐靴缸(20)；每個撐靴缸OO)與靴板間均為球角柔性連接；撐靴環(11)下部分布有耐磨條(21)，撐靴環(11)的環片間通過連接法蘭(19)連接；擋環(9)與中盾(6)周圍對稱點位推進油缸(7)撐靴間設置有撐靴環拖拉裝置；導向環(1 為設置在尾盾(8)內側的可拆卸導向環；管片(14)通過位於尾盾⑶內的管片拼裝機(10)在盾構殼體03)外進行拼裝。
4.根據權利要求1所述的新型雙模式TBM，其特徵在於所述的前盾(6)周圍預留有超前注漿口，位於尾部盾(8)管片拼裝機(10)部位布置有超前鑽機(17)。
5.如權利要求1所述的新型雙模式TBM的控制方法為1)、EPB掘進模式軟土地質模式掘進時，在刀盤掌子面建立壓力以平衡水土壓力，防止掌子面坍塌，湧水，減小沿線地表沉降；同時利用刀盤1推進，管片拼裝機10拼裝管片14循環向前掘進，由預先鋪設的管片14為掘進提供反力，伴隨管片14背襯的同步注漿加固，推進油缸7循環換步向前推進，最終形成由環形管片襯砌的隧道；2)、TBM掘進模式當掘進地層為良好硬質巖層時，刀盤掌子面穩定，切換掘進模式為TBM模式，臨時組裝擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15 ；在撐靴環11的左上、右上、左下、右下四個區域對稱布置有撐靴缸20，每個區域撐靴缸20與其他區域油缸可單獨控制，亦可協調控制；每個撐靴缸20與靴板23間均為球角柔性連接，工作時使靴板M能自適應洞壁；四組撐靴缸20 伸出使靴板23撐緊巖壁，為撐靴環11獲得足夠的摩擦力作為主機推進反力；擋環9、鋼支撐13、撐靴環11連接為一整體結構，利用撐靴環11自重平衡鋼支撐13及擋環9的重力，並使推進油缸7在曲線段轉向推進時擋環9減少與尾盾8上附帶的導向環15的壓力，減少尾盾抗力，利於尾盾8曲線轉向；擋環9與中盾周圍對稱點位推進油缸7撐靴間設置有撐靴環拖拉裝置；此拖拉裝置可在多組推進油缸7同時推進時為掘進提供推力，而在一個推進行程結束換步時帶動擋環9、鋼支撐13、撐靴環11向前行走；TBM模式掘進循環過程3)TBM模式掘進循環過程為撐靴環11上的撐靴缸20伸出，使靴板M撐緊巖壁，為推進提供反力，並由推進油缸7為主機掘進提供推力向前掘進，掘進一個行程後，撐靴環11的撐靴缸20收回，而後推進油缸7收回，其中四個對稱點位的油缸帶動擋環9、鋼支撐13、撐靴環11 一起向前行走一個行程；當撐靴環11的撐靴缸20再次伸出靴板M撐緊巖壁後，整個掘進進入下一個循環，如此循環不斷向前掘進；在整個TBM掘進過程中管片拼裝機10可停止工作，利用圍巖自穩性配合後期支護加固隧道；4)EPB模式——TBM模式轉換當掘進地層遭遇軟土——硬巖地質變化過程時，需將掘進模式由EPB模式轉換為TBM 模式。在EPB模式推進至圖4狀態，此時推進油缸7推進主機至一個管片寬度行程，然後收回推進油缸7，停機拆除第一管片環25、第二管片環沈、第三管片環27，剩下第四管片環觀為後續工作留出空間，臨時組裝擋環9、鋼支撐13、撐靴環11、導向環15，進行系統控制調試；至此EPB——TBM模式轉換結束，隨後按照TBM模式進行掘進，隧道洞壁支護加固可後期展開，兩種模式掘進交接部位洞內過渡修復伴隨支護進行；5)、TBM模式——EPB模式轉換當掘進地層遭遇硬巖——軟土地質變化過程時，需將掘進模式由TBM模式轉換為EPB 模式；拆除擋環9、鋼支撐13、導向環15，待撐靴環11撐緊巖壁後，緊鄰撐靴環11拼裝管片環；此時可由撐靴環11提供推進反力，由管片14作為過渡支撐，伴隨初步注漿逐漸建立注漿壓力，完成逐環管片襯砌；當掘進至已鋪設的管片14能夠提供足夠的支反力後，拆除撐靴環11，之後整個掘進完全按照EPB模式正常掘進。
全文摘要
本發明公開一種用於盾構及TBM施工領域的新型雙模式TBM及其控制方法。本設備可實現兩種掘進模式，開挖面不能自穩時為EPB盾構模式軟巖掘進，開挖面自穩性良好時為TBM模式硬巖掘進，兩種模式轉化相對簡單。本發明解決了傳統土壓平衡盾構遭遇複雜巖土地層使用受限及TBM在軟土地層中不適應等缺點，兼顧了硬巖、軟土兩種掘進模式、結合管片拼裝與洞壁支護兩種隧洞支撐技術的優點，集硬巖掘進機技術與軟土盾構技術於一體的新型混合式TBM，既具有硬巖快速掘進功能，又具有開挖面平衡功能，使盾構技術與TBM技術相互滲透、相互融合，拓展了設備的地質適應範圍，使單臺隧道掘進設備具有更廣泛的地質適應性，能有效降低施工風險，且操作簡單，成本低廉。
文檔編號E21D11/10GK102410027SQ20111031749
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者卓興建, 張寧川, 李建斌, 袁文徵, 賀飛, 趙華 申請人:中鐵隧道裝備製造有限公司