CN112922619A - 一种护盾式tbm换步方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种护盾式TBM换步方法，包括：判断是否需要撑靴油缸伸出进行换步，若是，则控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；判断全部撑靴油缸的撑靴压力是否分别等于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则解除下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动的约束，并控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂。应用该方法，当撑靴油缸伸出或缩回时，通过约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动，以防止上、下撑靴油缸动作不同步引起撑靴主体与撑紧盾盾壳产生干涉，导致撑靴被卡和滚轴等机械结构损坏的问题。

Description

一种护盾式TBM换步方法

技术领域

本发明涉及TBM换步控制技术领域，更具体地说，涉及一种护盾式TBM换步方法。

背景技术

目前，护盾式TBM换步主要以人工操作为主，控制效果和精度受人员影响较大，操作不当极易引起撑靴8与31盾壳干涉，撑靴8被卡的情况，而撑靴在掘进中起到为TBM向前掘进提供推力的作用，属于TBM掘进中关键的一环，撑靴被卡将直接导致滚轴等机械结构损坏，设备使用寿命降低的不良后果，若撑靴被卡后司机仍强行操作，还会造成TBM姿态变化，严重影响掘进效率与掘进精度，甚至影响施工安全。

此外，如图1-2所示，图1为现有技术中护盾式TBM结构示意图，图2为图1中撑靴油缸截面，其中，1前盾、2伸缩盾、3撑紧盾、4后配套台车、5刀盘、6稳定器油缸、7推进油缸、8撑靴、9撑靴油缸；31撑紧盾盾壳、91左上撑靴油缸、92右上撑靴油缸、93左下撑靴油缸、94右下撑靴油缸。当人工操控TBM换步时，若撑靴或稳定器处出现空洞、破碎等围岩异常情况而驾驶员不能及时发现，将造成支撑失效，撑靴、稳定器等部件打滑，导致TBM机械结构损坏、TBM姿态变化、控制精度降低等后果，影响施工进程。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种护盾式TBM换步方法，以解决撑靴油缸在操作不当时容易与盾壳干涉，造成撑靴被卡的问题。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种护盾式TBM换步方法，包括：

判断是否需要撑靴油缸伸出进行换步，若是，则控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；

判断全部撑靴油缸的撑靴压力是否分别等于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则解除下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动的约束，并控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂，其中，F₂>F₁。

优选地，所述方法还包括：

判断是否需要稳定器油缸伸出进行换步，若是，则判断是否全部稳定器油缸的稳定器行程分别等于预设稳定器油缸撑至洞壁的行程H₀且全部稳定器油缸的稳定器压力分别等于预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力F₃；

若是，则控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄，其中，F₄>F₃。

优选地，所述控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀之后，所述方法还包括：

判断是否左侧上撑靴油缸的撑靴压力等于左侧下撑靴油缸的撑靴压力且小于所述预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则控制TBM停止动作并发出左撑靴处围岩空洞警报；

判断是否右侧上撑靴油缸的撑靴压力等于右侧下撑靴油缸的撑靴压力且小于所述预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则控制TBM停止动作并发出右撑靴处围岩空洞警报。

优选地，所述控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之后，所述方法还包括：

判断是否X₀<X_i≤X₀+ε₁且F_C1＝F_C2＝F_C3＝F_C4＝F₂，其中，X_i为第i撑靴油缸的撑靴行程，F_Ci为第i个撑靴油缸的撑靴压力，i＝1，2，3，4，ε₁为预设撑靴行程安全范围值；

若是，则发出第i撑靴油缸对应处的围岩较软报警信息。

优选地，所述控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之前，所述方法包括：

判断是否左上撑靴油缸的撑靴压力F_C1＝左下撑靴油缸的撑靴压力F_C3<F₂、且左上撑靴油缸的撑靴行程X₁>X₀+ε₁或左下撑靴油缸的撑靴行程X₃>X₀+ε₁，若是，则控制TBM停止动作且发出左侧撑靴处围岩空洞或破碎异常警报；

判断是否右上撑靴油缸的撑靴压力F_C2＝左下撑靴油缸的撑靴压力F_C4<F₂、且右上撑靴油缸的撑靴行程X₂>X₀+ε₁或右下撑靴油缸的撑靴行程X₄>X₀+ε₁，若是，则控制TBM停止动作且发出右侧撑靴处围岩空洞或破碎异常警报。

优选地，所述判断是否需要稳定器油缸伸出进行换步之后，所述方法还包括：

判断是否H_j＝H₀且FW_j<F₃，其中，H_j为第j个稳定器油缸的稳定器行程，FW_j为第j个稳定器油缸的稳定器压力，j＝1、2、3、4；

若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸围岩空洞报警。

优选地，所述控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之后，所述方法还包括：

判断是否H₀<H_j≤H₀+ε₂且FW_j＝F₄，其中，ε₂为预设稳定器油缸行程安全范围值；若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸对应处的围岩较软报警。

优选地，所述控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之前，所述方法还包括：

判断是否H_j>H₀+ε₂且FW_j<F₄，若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸对应处的围岩异常破碎报警。

优选地，所述控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之后，所述方法还包括：

控制全部撑靴油缸收回，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；

判断全部撑靴油缸的撑靴行程是否均等于0，若是，则控制推进油缸收回以带动撑紧盾及后配套设备前进。

优选地，所述方法还包括：

实时检测推进油缸的推进行程；

判断所有推进油缸的推进行程是否均为0，若是，则判定需要撑靴油缸伸出进行换步；

判断任意一个推进油缸的推进行程是否等于预设掘进最大伸出行程，若是，则判定需要稳定器油缸伸出进行换步。

优选地，所述控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之后，所述方法还包括：

控制全部所述稳定器油缸的稳定器压力由所述预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄下降至所述预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力F₃。

本发明提供的护盾式TBM换步方法，包括：判断是否需要撑靴油缸伸出进行换步，若是，则控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；判断全部撑靴油缸的撑靴压力是否分别等于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则解除下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动的约束，并控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂。

相较于现有技术，应用本发明提供的护盾式TBM换步方法，具有以下技术效果：

第一，当撑靴油缸伸出或缩回时，通过约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动，以防止上、下撑靴油缸动作不同步引起撑靴主体与撑紧盾盾壳产生干涉，导致撑靴被卡和滚轴等机械结构损坏的问题，延长TBM使用寿命，降低人工操作导致的不确定性，提高掘进效率；

第二，撑靴油缸撑紧洞壁时，先保证各油缸伸出到位后再进行撑紧，并根据撑靴油缸的撑靴压力预判围岩情况，以当围岩异常时及时报警，防止TBM支撑失效，保护人员安全和TBM不受损坏；同时避免因左右受力不均而引起TBM姿态变化，影响掘进效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为现有技术中护盾式TBM结构示意图；

图2为图1中撑靴油缸截面；

图3为本发明提供的护盾式TBM换步方法的方法流程图。

附图中标记如下：

1前盾、2伸缩盾、3撑紧盾、4后配套台车、5刀盘、6稳定器油缸、7推进油缸、8撑靴、9撑靴油缸；31撑紧盾盾壳、91左上撑靴油缸、92右上撑靴油缸、93左下撑靴油缸、94右下撑靴油缸。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种护盾式TBM换步方法，以解决撑靴油缸在操作不当时容易与盾壳干涉，造成撑靴被卡的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3，图3为本发明提供的护盾式TBM换步方法的方法流程图。

在一种具体的实施方式中，本申请中TBM包括四个撑靴油缸，分别为左上撑靴油缸、右上撑靴油缸、左下撑靴油缸和右下撑靴油缸，并通过1、2、3、4进行标记。本发明提供的护盾式TBM换步方法，包括：

S11：判断是否需要撑靴油缸伸出进行换步，若是，则执行步骤S12：

S12：控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；其中，预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀为根据传感器检测到的距离，为预设参数；控制下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动，防止下撑靴油缸和上撑靴油缸因不同步造成撑靴翻转、导致撑靴与盾壳发生干涉被卡的问题。

S13：判断全部撑靴油缸的撑靴压力是否分别等于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则执行步骤S14；

S14：解除下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动的约束，并控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂；

并将稳定器油缸从撑紧模式切换至稳定模式，即控制各稳定器油缸由压力由F₄降至F₃(F₃为预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力，F₃极小且不为0，F₄为预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力)；

TBM换步完成，控制推进油缸伸出，TBM向前掘进。

可以理解的是，预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁为预设参数，其取值较小且不为0；可以理解的是，F₂>F₁。

上述方法实现自动自动换步，降低人工操作所带来的不确定性，提高掘进效率；控制下撑靴油缸同步跟随上撑靴油缸，防止因上、下撑靴不同步造成撑靴翻转，导致撑靴与盾壳干涉被卡的问题；当撑靴油缸需伸出进行换步时，撑靴油缸先伸出到位后，再控制撑靴油缸进行撑紧洞壁，能够在撑紧过程中对异常情况进行监控，提高换步过程的安全性。

其中，步骤S12之后，方法还包括：

判断是否左侧上撑靴油缸的撑靴压力等于左侧下撑靴油缸的撑靴压力且小于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则控制TBM停止动作并发出左撑靴处围岩空洞警报；

判断是否右侧上撑靴油缸的撑靴压力等于右侧下撑靴油缸的撑靴压力且小于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则控制TBM停止动作并发出右撑靴处围岩空洞警报。

即当FC₁＝FC₂＝FC₃＝FC₄＝F₁时，若FC₁＝FC₃＜F₁，执行控制TBM停止动作并发出左撑靴处围岩空洞警报的步骤；当FC₁＝FC₂＝FC₃＝FC₄＝F₁时，若FC₂＝FC₄＜F₁，则执行控制TBM停止动作并发出右撑靴处围岩空洞警报的步骤。

进一步地，控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之后，方法还包括：

判断是否X₀<X_i≤X₀+ε₁且FC₁＝FC₂＝FC₃＝FC₄＝F₂，其中，X_i为第i撑靴油缸的撑靴行程，FC_i为第i个撑靴油缸的撑靴压力，i＝1，2，3，4，ε₁为预设撑靴行程安全范围值，为预设值；

若是，则发出第i撑靴油缸对应处的围岩较软报警信息。在一种实施例中，例如，若FC₁＝FC₂＝FC₃＝FC₄＝F₂且X₀<X₁≤X₀+ε₁，则TBM发出左上撑靴处围岩较软警示信息。

更进一步地，控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之前，方法包括：

判断是否左上撑靴油缸的撑靴压力F_C1＝左下撑靴油缸的撑靴压力F_C3<F₂、且左上撑靴油缸的撑靴行程X₁>X₀+ε₁或左下撑靴油缸的撑靴行程X₃>X₀+ε₁，若是，则控制TBM停止动作且发出左侧撑靴处围岩空洞或破碎异常警报；

判断是否右上撑靴油缸的撑靴压力F_C2＝左下撑靴油缸的撑靴压力F_C4<F₂、且右上撑靴油缸的撑靴行程X₂>X₀+ε₁或右下撑靴油缸的撑靴行程X₄>X₀+ε₁，若是，则控制TBM停止动作且发出右侧撑靴处围岩空洞或破碎异常警报。

由此以在油缸先伸到位后再进行撑紧的过程中，根据压力传感器预判围岩情况，当发生异常时及时报警，如进行防止TBM支撑失效造成损坏，保护人员安全；同时避免因左右受力不均而引起TBM姿态变化，影响掘进效率。

当TBM的撑靴油缸换步完成且TBM向前掘进后；再次控制TBM换步，为撑紧盾及后配套设备前进做准备；

具体的，在判断是否需要稳定器油缸伸出进行换步之前，检测左右稳定器油缸行程H_j和压力FW_j，其中，FW_j为第j个稳定器油缸的稳定器压力，j＝1，2，3，4，分别对应左上、右上、左下、右下稳定器油缸。

判断是否需要稳定器油缸伸出进行换步，若是，则判断是否全部稳定器油缸的稳定器行程分别等于预设稳定器油缸撑至洞壁的行程H₀且全部稳定器油缸的稳定器压力分别等于预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力F₃；

若是，则控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄，其中，F₄>F₃。

在该具体实施例中，控制全部撑靴油缸收回，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；

判断全部撑靴油缸的撑靴行程是否均等于0，若是，则控制推进油缸收回以带动撑紧盾及后配套设备前进。

其中，实时检测各撑靴行程X₁(左上)、X₂(右上)、X₃(左下)、X₄(右下)，控制器控制各撑靴油缸收回，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动，即控制X3＝X1，X4＝X2；

若检测到X₁＝X₂＝X₃＝X₂＝0，则TBM撑靴收回到位，TBM换步完成，推进油缸开始收回带动撑紧盾及后配套设施前进。

进一步地，判断是否H_j＝H₀且FW_j<F₃，其中，H_j为第j个稳定器油缸的稳定器行程，FW_j为第j个稳定器油缸的稳定器压力，j＝1、2、3、4；

若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸围岩空洞报警。如，H₁＝0_j且FW_j＜F3，TBM停止动作并发出左上稳定器处围岩空洞警报。

更进一步地，控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之后，方法还包括：

判断是否H₀<H_j≤H₀+ε₂且FW_j＝F₄，其中，ε₂为预设稳定器油缸行程安全范围值；若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸对应处的围岩较软报警。例如，H₀<H₁≤H₀+ε₂且FW₁＝F₄，TBM发出第一个稳定器油缸对应处的围岩较软报警，其中，如上文所述，第一个稳定器油缸为左上油缸。

在该具体实施例中，控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之前，方法还包括：

判断是否H_j>H₀+ε₂且FW_j<F₄，若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸对应处的围岩异常破碎报警，以提醒人员及时进行支护处理。由此以对稳定器油缸进行分步控制，设置分步控制压力，实现先伸到洞壁再进行撑紧，并在该过程中及时判别围岩的异常情况，防止撑紧失效，保护人机安全。

其中，该方法还包括：

实时检测推进油缸的推进行程；

判断所有推进油缸的推进行程是否均为0，若是，则判定需要撑靴油缸伸出进行换步，并执行控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动的步骤；

判断任意一个推进油缸的推进行程是否等于预设掘进最大伸出行程，若是，则判定需要稳定器油缸伸出进行换步，执行判断是否全部稳定器油缸的稳定器行程分别等于预设稳定器油缸撑至洞壁的行程H₀且全部稳定器油缸的稳定器压力分别等于预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力F₃的步骤。

控制实时检测TBM状态，判断是否需要换步：

实时检测推进油缸行程，若所有推进油缸行程0＜L_i＜L₀(i＝1，2…n，n为推进油缸数量，L₀为推进油缸预先设定的掘进最大伸出行程)，则TBM处于正常前进状态，不需要进行换步操作；若所有推进油缸行程均为0，即L_i＝0(i＝0,1,2…n)，则判定需要撑靴油缸伸出进行换步；若检测到任意一个推进油缸行程L_i＝L₀，则判定需要稳定器油缸伸出进行换步。

相较于现有技术，应用本发明提供的护盾式TBM换步方法，具有以下技术效果：

第一，当撑靴油缸伸出或缩回时，通过约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动，以防止上、下撑靴油缸动作不同步引起撑靴主体与撑紧盾盾壳产生干涉，导致撑靴被卡和滚轴等机械结构损坏的问题，延长TBM使用寿命，降低人工操作导致的不确定性，提高掘进效率；

第二，实现了对撑靴与稳定器的分步控制，撑靴油缸撑紧洞壁时，先保证各油缸伸出到位后再进行撑紧，并根据撑靴油缸的撑靴压力预判围岩情况，以当围岩异常时及时报警，防止TBM支撑失效，保护人员安全和TBM不受损坏；同时避免因左右受力不均而引起TBM姿态变化，影响掘进效率。

第三，上述方法从控制上直接避免撑靴被卡与支撑失效等情况的发生，提高施工效率。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (11)

1.一种护盾式TBM换步方法，其特征在于，包括：

判断是否需要撑靴油缸伸出进行换步，若是，则控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；

判断全部撑靴油缸的撑靴压力是否分别等于预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则解除下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动的约束，并控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂，其中，F₂>F₁。

2.根据权利要求1所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断是否需要稳定器油缸伸出进行换步，若是，则判断是否全部稳定器油缸的稳定器行程分别等于预设稳定器油缸撑至洞壁的行程H₀且全部稳定器油缸的稳定器压力分别等于预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力F₃；

若是，则控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄，其中，F₄>F₃。

3.根据权利要求1所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部撑靴油缸伸出使全部撑靴油缸的撑靴行程分别等于预设撑靴油缸撑至洞壁的行程X₀之后，所述方法还包括：

判断是否左侧上撑靴油缸的撑靴压力等于左侧下撑靴油缸的撑靴压力且小于所述预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则控制TBM停止动作并发出左撑靴处围岩空洞警报；

判断是否右侧上撑靴油缸的撑靴压力等于右侧下撑靴油缸的撑靴压力且小于所述预设撑靴油缸接触到洞壁时所受压力F₁，若是，则控制TBM停止动作并发出右撑靴处围岩空洞警报。

4.根据权利要求3所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之后，所述方法还包括：

判断是否X₀<X_i≤X₀+ε₁且F_C1＝F_C2＝F_C3＝F_C4＝F₂，其中，X_i为第i撑靴油缸的撑靴行程，F_Ci为第i个撑靴油缸的撑靴压力，i＝1，2，3，4，ε₁为预设撑靴行程安全范围值；

若是，则发出第i撑靴油缸对应处的围岩较软报警信息。

5.根据权利要求4所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之前，所述方法包括：

判断是否左上撑靴油缸的撑靴压力F_C1＝左下撑靴油缸的撑靴压力F_C3<F₂、且左上撑靴油缸的撑靴行程X₁>X₀+ε₁或左下撑靴油缸的撑靴行程X₃>X₀+ε₁，若是，则控制TBM停止动作且发出左侧撑靴处围岩空洞或破碎异常警报；

判断是否右上撑靴油缸的撑靴压力F_C2＝左下撑靴油缸的撑靴压力F_C4<F₂、且右上撑靴油缸的撑靴行程X₂>X₀+ε₁或右下撑靴油缸的撑靴行程X₄>X₀+ε₁，若是，则控制TBM停止动作且发出右侧撑靴处围岩空洞或破碎异常警报。

6.根据权利要求2所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述判断是否需要稳定器油缸伸出进行换步之后，所述方法还包括：

判断是否H_j＝H₀且FW_j<F₃，其中，H_j为第j个稳定器油缸的稳定器行程，FW_j为第j个稳定器油缸的稳定器压力，j＝1、2、3、4；

若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸围岩空洞报警。

7.根据权利要求6所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之后，所述方法还包括：

判断是否H₀<H_j≤H₀+ε₂且FW_j＝F₄，其中，ε₂为预设稳定器油缸行程安全范围值；若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸对应处的围岩较软报警。

8.根据权利要求7所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之前，所述方法还包括：

判断是否H_j>H₀+ε₂且FW_j<F₄，若是，则控制TBM停止动作并发出第j个稳定器油缸对应处的围岩异常破碎报警。

9.根据权利要求8所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部稳定器油缸的稳定器压力增大至预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄之后，所述方法还包括：

控制全部撑靴油缸收回，并约束下撑靴油缸跟随上撑靴油缸同步移动；

判断全部撑靴油缸的撑靴行程是否均等于0，若是，则控制推进油缸收回以带动撑紧盾及后配套设备前进。

10.根据权利要求2所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述方法还包括：

实时检测推进油缸的推进行程；

判断所有推进油缸的推进行程是否均为0，若是，则判定需要撑靴油缸伸出进行换步；

判断任意一个推进油缸的推进行程是否等于预设掘进最大伸出行程，若是，则判定需要稳定器油缸伸出进行换步。

11.根据权利要求2所述的护盾式TBM换步方法，其特征在于，所述控制全部撑靴油缸的撑靴压力增大至预设撑靴油缸撑紧洞壁所需压力F₂之后，所述方法还包括：

控制全部所述稳定器油缸的稳定器压力由所述预设稳定器油缸撑紧洞壁所需压力F₄下降至所述预设稳定器油缸接触到洞壁时所受压力F₃。

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