CN113574246B - 用于由推进外壳使tbm进行同时挖掘和管片拼装的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于由推进外壳系统使隧道掘进机(TBM)进行同时挖掘和管片拼装的系统和方法是隧道开凿行业中的发明，其将在TBM以最小中断向前挖掘和前进的同时提供分段环的拼装可能性，这将使隧道开凿速度显著地增加。隧道开凿的速度增加将显著地降低构造的成本。在此系统和方法中，TBM推进油缸将经由推进外壳和可扩展环的组合而抵靠先前安装的分段环进行推动，同时新分段环由所述推进外壳的所提供的内部空间内的TBM的管片拼装机构建。

Description

用于由推进外壳使TBM进行同时挖掘和管片拼装的系统和 方法

技术领域

本发明大体上涉及针对欲主要用于隧道构造和其变化形式的防护隧道掘进机（TBM）利用推进外壳和可扩展环。

背景技术

在使用防护机的典型/常规软地面隧道开凿中，停止向前移动以用于安装分段内衬。这意味着前进循环是挖掘和管片安装的总和，挖掘和管片安装常常花费等量的时间。在岩石隧道开凿中，双重防护TBM的使用由于其提供的优点而在上升，所述优点主要是其中安装最终内衬的一次隧道开凿。由于挖掘和管片安装对于双重防护TBM是同时的，故前进循环是由挖掘或管片拼装过程中的较长者确定。常常在中等到软岩石条件下，管片拼装会花费较多时间，从而增加了对每一前进循环的时间要求。同时，当双重防护TBM的夹钳无法操作时，机器通过锁定前防护件和后防护件而工作且如在单个防护件中一样操作，因此单个防护件的工作循环和相同的时序问题适用。

在本发明中所提议的方法中，解决了所有前述问题。针对TBM利用推进外壳系统会允许管片拼装，同时机器继续以最小中断进行挖掘。这被预期为显著地增加隧道开凿速度，其中可能在理论上在软地面的某些环境中达到至多几乎两倍的每日前进率。构造周期减小将会显著地降低构造的成本。

发明内容

一种用于由推进外壳系统使TBM进行同时挖掘和管片拼装的系统和方法是隧道开凿行业中的发明，其将在隧道掘进机（TBM）以最小中断向前挖掘和前进的同时提供分段环的拼装可能性，这将使隧道开凿速度显著地增加。隧道开凿的速度增加将显著地降低构造的成本。在此方法中，TBM推进油缸将经由推进外壳和可扩展环的组合而抵靠先前安装的分段环进行推动，同时新分段环由所述推进外壳的所提供的内部空间内的TBM的管片拼装机构建。

附图说明

图1. 推进外壳和可扩展环的3D视图（从内衬侧看）

图2. 推进外壳和可扩展环的3D视图（从TBM侧看）

图3a. 用于利用条带辊以减少摩擦的选项

图3b. 使用条带辊概念的详图

图4. 用于在区段之间的间隙中推动分段环的选项

图5a. 用以避免使用任何可扩展环的改进管片实例

图5b. 铰接周向板的详图

图6. TS制动一般概念

图7. 在曲线对准时的推进外壳系统

图8a. 阶段A；图8b. 阶段B；图8c. 阶段C；图8d. 阶段D

图8e. 阶段E；图8f. 阶段F；图8g. 阶段G；图8h. 阶段H

图9. 无接触的推进外壳和可扩展环

图10. 有接触和相互作用的推进外壳、可扩展环和分段环

具体实施方式

图1和2示出包括主中空罐170和推进环160的一般推进外壳100的3D视图，所述推进环连接到TBM 310的推进油缸150。因此，推进外壳100的移动（推动/拉动）将由TBM 310的推进油缸150控制。

在结构上需要时，推进外壳的环可包括在推进环160上的加强件180。在推进环160区域处，推进外壳100的中空罐170的厚度可在结构上较厚。然而，额外厚度将朝向推进环160的内部。

中空罐170将能够在TBM 310的后防护件312与分段环172/174之间的间隙内来回移动。因此，推进罐170的ID应大于分段环172/174的OD，并且推进罐170的OD应小于TBM 310的后防护件312的ID。

可扩展环110将定位在先前安装的分段环172和内衬前方。（参见图8a）可扩展环110的主要功能是将推进负载从TBM 310的推进油缸150和推进外壳100传递到先前安装的分段环172。可扩展环110包括具有由周向油缸/千斤顶120连接的所需加强件的多个（2个、3个、4个、5个等等）区段190（最可能具有中空正方形或中空矩形的横截面）。因此，可扩展环110能够通过周向油缸120的伸长或缩回而在两个不同直径之间扩展或收缩。

周向油缸120可由液压活塞或螺旋千斤顶系统或类似系统制成。在扩展模式下，可扩展环110的OD几乎等于推进外壳的OD，并且可扩展环110的ID几乎等于分段环172/174的ID。在收缩模式下，可扩展环110的OD小于分段环172/174的ID以能够在分段环172/174内移动。

在TBM 310经由推进外壳100和扩展状态的可扩展环110抵靠安装的分段环172进行推动并通过扩展TBM的推进油缸150向前前进的同时，新分段环174将由TBM 310的管片拼装机316构建在推进外壳的中空罐170空间的内部空间内。（参见图8b和图8c）。

用于新分段环174的管片将在管片周向前侧和后侧处在隧道的轴向方向上由千斤顶130和140接触。在管片的管片周向前侧处的轴向千斤顶130装配在推进环160上，并且在管片的管片周向后侧处的轴向千斤顶140装配在可扩展环110上。

轴向千斤顶130和140可由液压或螺旋千斤顶系统或类似者制成。替代地，类似于TBM 310的推进油缸150，用于管片的周向前侧的轴向千斤顶130可装配在TBM 310的静止防护件314内。在此情况下，那些轴向千斤顶130的长度将需要较长。

轴向装配千斤顶130和140的数目可等于分段环172/174的每个面处的销钉的数目。取决于设计，轴向装配千斤顶130和140的数目将等于但可能小于分段环172/174的每个面处的销钉的数目（例如为其一半）。推进外壳100的轴向装配千斤顶130和可扩展环110的轴向装配千斤顶140应与管片的前侧和后侧处的销钉方位对准。

在推进罐170内开始用于新分段环174的管片拼装之前，可扩展环110的所有轴向千斤顶140将伸长到其所需位置。

TBM 310的管片拼装机316将几乎类似于典型/常规分段内衬那样拼装新分段环174。其将使每个管片到达它的位置，在所述位置中，可扩展环110的轴向千斤顶140将与所述管片接触，并且管片拼装机316将固持所述管片，直到推进外壳100上的轴向装配千斤顶130将伸长并与所述管片接触且接着所述管片将被固持。管片拼装机316将使接下来的管片一个接一个地拼装且完成完整分段环174。环（螺栓、后张股线等等）中的管片的径向侧处的连接方法应在此阶段完成。

为了管片与装配轴向油缸之间更好地接触，短支柱200将被装配到轴向千斤顶130和140的模座面，所述短支柱将在管片拼装期间进入管片的销钉孔中。因此，拼装的分段环174将稳定并保持为圆形形状，并且因此可避免新分段环174的椭圆形成形。此外，仅在必要时，TBM 310的管片拼装机316可临时将新分段环174从其内侧固持在隆起部分处以帮助防止新环的椭圆形成形，直到所述新环安装到先前安装的环174。

一旦分段环174在推进外壳100内完成（并且还有针对一个完整分段环174完成的TBM 310前进循环），则可扩展环110的所有轴向千斤顶140就将缩回，并且随后可扩展环110的所有周向油缸120也将缩回以使可扩展环110收缩。（参见图8d）接着，管片拼装机316将从其最下区段210的上侧提升可扩展环110，且因此先前安装的分段环172与新拼装的分段环174之间的空间将是明显的。（参见图8e）新分段环174与先前安装的环172之间的销钉可在此阶段被安装。

由于可扩展环的所有区段190/210的ID等于管片的ID，故管片拼装机316可抓握可扩展环110的最下区段210的上侧，几乎类似于管片那样提升和移动它。替代地，管片拼装机316还可从其上区段220的底侧抓握、提升和移动可扩展环110。

当前常规/典型TBM 310的管片拼装机316可需要对此操作进行一些修改来承载可扩展环110的重量（其可能大于其负载量），在几何学上还采用可扩展环110的最下区段210（或上区段220）的宽度，在大多数情况下，所述可扩展环的宽度可小于混凝土管片。

此外，可扩展环110的最下区段210（或上区段220）将被设计成使得其内侧可合适地容纳管片拼装机316。举例来说，连接到所提及的区段210/220的周向油缸120可间隔得足够大以给管片拼装机316留出更多空间。并且，周向油缸120到那些区段210/220的连接点可位于区段210/220的内部空间内（而非其内侧）以向管片拼装机316提供更多空间。

新拼装的分段环将由轴向装配千斤顶130推动到其最终位置以与先前安装的分段内衬接触和连接（由销钉），并且推进外壳100将通过将TBM 310的推进油缸150缩回到其新位置而被拉出。（参见图8f和8g）。

接着，管片拼装机316将使可扩展环110在最后一个环的前侧处到达其新位置，并且此后，周向油缸120将伸长以扩展可扩展环110。接着，推进外壳100将被推动以与可扩展环110接触，并开始向前推动TBM 310，并且同时另一新分段环174拼装将在罐170内开始。（参见图8g和8h）。

挖掘和管片拼装的唯一停工时间/停止可被假设为几乎等于由管片拼装机316进行一次管片拼装所需的时间，这是因为管片拼装机316将提升收缩状态的可扩展环110并将其移动到其新位置，此几乎类似于一次管片安装所需时间。举例来说，将估计，对于具有每分段环有6个管片的隧道内衬，隧道开凿的速度可在理论上增加约(6-1)/6x100=83.3%。即，隧道开凿的速度将在理论上增加约1.83倍。

当前常规/典型TBM 310的后防护件312将需要较长（约1.5倍的分段环172/174宽度）以容纳推进外壳100和可扩展环110。例如，如果管片宽度为1.2 m，则TBM 310的长度将为约1.80 m长。

在大多数情况下，不需要增加TBM 310的直径以容纳推进外壳100系统，这是因为TBM 310的后防护件312与分段内衬174之间的现有间隙将足以用于使推进外壳100进行操作。然而，仅在需要时，当前常规/典型TBM 310的直径可能有必要稍微增加。

由于推进外壳100的自身重量以及推进外壳100内的新拼装的分段环174的自身重量将推进外壳100向下推动到后防护件312，任选地以便减少推进外壳100与新分段环174之间的相关摩擦力，并且还减少推进外壳100与TBM 310的后防护件312之间的摩擦力，故多个条带辊230/235可至少连接在中空罐170内的推进外壳100的底部分处。如图3a和图3b实例所展示，可利用两组条带辊，包含内部条带辊230和外部条带辊235。内部条带辊230的顶侧与新分段环174的表面接触，并且外部条带辊235的底侧位于后防护件312上。任选地，此类条带辊230/235可在罐170周围完全使用以减小所有周边处的摩擦力。通常，也可使用单辊代替条带辊230/235。

在连接新和先前安装的分段环174和172（例如，由销钉）并将推进罐170从新拼装的分段环174周边拉出之后，所提到的分段环174将从先前分段环172悬吊且可由于其自身重量而沉降为较低（参见图8g处的阶段）。可存在避免新分段环174沉降的数种方式。

作为第一选项，推进罐170可在可扩展环110的区段190之间的间隙260方位处永久地伸长（至少在最下间隙方位处），使得即使在从最新分段环174的周围拉出推进罐170之后，分段环174仍可位于推进罐170的伸长部分上。因此，推进罐170的伸长部分的宽度将小于可扩展环110的区段190之间的间隙260的长度，并且其长度将比可扩展环110的宽度多几英尺，以能够通过与分段环174充分重叠而到达最新分段环174的周围。

第二选项将仍由已位于可扩展环110的区段之间的间隙260处的几个轴向千斤顶130而将最新分段环174推动和固持到先前拼装的内衬。在此情况下，将仍接触最新分段环174的前部圆周的那些千斤顶应具有足够长的冲程以用于推动和固持最新分段环174，甚至在将推进罐170拉出之后也是如此。接着，那些千斤顶可在将可扩展环110定位在最新分段环前方之后缩回，并且推进罐170开始推动可扩展环110，这随后将固持最新环174。

替代地，可将一个或多个可充气管环添加到TBM 310的后防护件312，每当需要时，所述可充气管环就将被充气以临时固持最后一个分段环174（参见图8g处的阶段）。显然，必要时，还可利用上文所提到的选项的组合。

在扩展可扩展环110之后，由于可扩展环110的区段190之间存在间隙260（参见图1和2），故分段环172并不采取TBM 310在间隙260区域处的推动压力（参见图8a阶段）。此问题可在所提到的间隙260区域处引起分段环172处的拉伸（剥离）应力，且可在发生的剥离应力大于混凝土管片的拉伸负载量的情况下导致管片上开裂（假设在此情况下由混凝土作出）。

作为此问题的解决方案（必要时），可将额外可伸缩弯曲梁240添加到可扩展环110的区段190的端部部分的内部，所述额外可伸缩弯曲梁可在轨道或引导件内在区段190内部移动且将覆盖区段190之间的间隙260。每个可伸缩弯曲梁240将在其中间部分处包括额外轴向千斤顶250，所述额外轴向千斤顶可伸长并在间隙260区域处与分段环172的周向前侧接触。因此，TBM 310的推进压力将同样在间隙260部分处经由所提到的额外千斤顶250传递到分段环172。在收缩可扩展环110之前，可伸缩梁240上的那些千斤顶250将缩回，且将能够在可扩展环110收缩时进入区段190的内部。参见图4，其展示了在左侧在可扩展环110的扩展模式下以及在右侧在可扩展环110的收缩模式下所提到的可伸缩梁240和其装配的轴向千斤顶250。

必要时，推进外壳100可在TBM 310的后防护件312内旋转。对于此情况，TBM 310的推进油缸150与推进环160之间的连接应是可拆卸的（例如，螺栓、互锁、夹具或此类连接件），且推进油缸150应缩回。存在使推进外壳100旋转的不同方式。一个更简单的选项可为使用额外的周向油缸，其可从一侧附接到推进环160上的临时凸耳，所述临时凸耳可从另一侧与后防护件312临时凸耳接合，且接着，通过所提到的周向油缸的伸长或缩回，推进外壳可旋转。

建议在将与可扩展环110接触的分段环172/174的前部圆周上使用封隔器。软材料（木材、刚性橡胶等等）还可附接到可扩展环110表面，所述表面将与分段环172的前侧接触以更好地分配推进压力。

必要时，推进罐170还可与推进环160分离。在此任选的情况下，推进环170将在TBM310推动和前进期间与推进环160表面接触。然而，推进罐170与推进环160之间的一些连接方式将仍为必要的，以用于从新分段环174的周边拉出推进罐170的阶段。可考虑用于此类连接的若干选项。举例来说，多个角度可连接（螺接、焊接等等）于推进罐170内表面边缘上，所述内表面边缘可与推进环160的内表面边缘上连接（螺接、焊接等）的其它角度配对，且接着提及的成对角度可具有可拆卸连接（螺接、夹持、互锁等等）在一起。

通过可从推进罐170拆卸的推进环160，可在段落[34]处所解释的几乎类似的方式使推进罐170可在TBM 310的后防护件312内旋转。举例来说，额外周向油缸可从一侧附接到推进环160上的临时凸耳，所述临时凸耳可从另一侧与罐170的临时凸耳接合，且接着，通过所提到的临时凸耳之间的所提到的周向油缸的伸长或缩回，罐170可旋转。

用以避免在由推进外壳系统进行的同时隧道开凿方法处使用任何可扩展环110的替代方式为可将预制管片改进为使得其外周尾部圆周具有凹槽285以容纳推进罐170上的周向板280以推动如图5a处所展示的管片。

在此替代方案中，多个周向板280将由坚固的铰链270连接到推进外壳罐170。在管片的凹槽285区域处，罐170上的装配弹簧290将借助于罐170的边缘处的挡块300将周向板280缩回到罐170的垂直位置，且因此罐170可抵靠先前安装的分段环172进行推动。在完成一个环的推动循环之后且在完成将新分段内衬174安装在罐170内之后，罐170将被拉回，且周向板280将在与凹槽285的倾斜区域接触时旋转且可在TBM 310的后防护件312与新安装的分段内衬174之间的间隙内沿着罐170移动。

换句话说，在此情况下，推进外壳100的推进罐170将在其由坚固的铰链270连接到罐170的端部处具有多个分段周向板280，且将能够旋转且与先前安装的分段内衬接触以向前推动TBM 310。铰接周向板280将具有弹簧290和挡块300，如图5a处和图5b处的详图所展示，其将所述板固持在竖直位置，除非推进罐170将被朝向TBM 310的挖掘方向拉动，在此条件下，弹簧290将伸长且因此周向板280将几乎处于水平位置且将能够在分段环174与后防护件312之间的间隙内通过。在此情况下，可使用小液压油缸/千斤顶代替弹簧290。管片的凹槽285区域将通过TBM 310的内衬灌浆自动地填充。铰链270可具有将能够在不需要挡块300的情况下在其竖直位置处控制和停止板280的设计。

任选地，可利用附接的可充气环代替将在TBM 310推进以及经放气TBM 310重新抓握（在推进油缸150的缩回和拉动推进外壳100期间）期间充气的周向板280（而无需挡块300或弹簧290）。

在许多项目中，TBM 310面压力将小于在TBM 310防护件与围绕其的尘土之间产生的摩擦阻力，且因此最可能预期TBM 310在所提议的推进外壳100系统处释放可扩展环110时不能够向后移动（参见图8e处的阶段）。应注意，TBM 310应经延长以使得能够将推进外壳100系统附接在其约为1.5倍的管片宽度（例如，相比于1.5 m宽度的管片，为2.25 m长）的轨道防护件内，这也会帮助增加摩擦阻力。另外，TBM 310通常具有大重量，且因此在TBM 310的底侧产生的摩擦阻力也可添加到摩擦计算……

此外，考虑到将TBM 310的台架（已装配了液压压力产生器）固定在先前构建的内衬内且因此使所提到的支撑压力作为抵靠着面压力的外力，可能考虑EPB或浆料TBM 310的刀盘后面的腔室处的用以平衡面压力的支撑压力作为阻力。

如果在一些具体项目中，摩擦阻力连同支撑压力不足以平衡TBM 310的面压力，则下文三种方法/系统（a、b或c）可被视为防止TBM 310在释放可扩展环110的时刻向后移动（参见图8e处的阶段）：

a）使用“犁”系统；类似于早期TBM 310，在刀盘腔室后面，可添加几个成角度的犁，所述犁可正好在释放可扩展环110之前由其液压油缸进入土壤，所述可扩展环可防止TBM310向后移动。接着，一旦在推进外壳100系统处完成重新夹持，犁就移动到其原始位置。

b）使用“稳定器”；在较新TBM 310处使用稳定器，所述较新TBM类似地可以适当大小和数目使用以在需要时将TBM 310固持在软土壤中，防止向后移动。

c）利用被称作推进外壳制动（TS制动322）的新制动系统。在管片拼装机316的现有轮轴320的端部部分（即，管片拼装机316的现有固定框架/轮轴320的端部部分）处，将装配能够向后/向前旋转或移动或锁定在所提到的轮轴/框架320上的活动环323（即，类似于管片拼装机316设计而可移动的现有轮轴320上的单独的活动环323）。活动环323将具有几个可伸缩和可折叠油缸/杆324（比如在活动环323周围具有几乎相等距离的4个方位）以减少其占用空间及可伸长且进入已安装的分段环172内的混凝土管片的现有提升插槽326中的阻碍。接着，它可被锁定并且充当制动器以防止TBM 310向后（和向前）移动。必要时，可略微延长管片拼装机316的固定框架/轮轴320以容纳所解释的TS制动322系统。参见图6处的TS制动概念。

TS制动可具有不同变化形式，举例来说，可伸缩杆324可为可折叠的以最小化其在缩回时的空间。此外，可在将触摸环172的内表面且推到所述内表面而不必进入提升插槽326内部的可伸缩油缸324上添加模座板。

新分段环174和推进外壳100和TBM的后防护件312可始终平行（甚至在曲线处），以防止它们卡住/堵塞。如图7处所展示，在夸示的极尖锐的曲线处，拼装在推进外壳罐170内的新分段环174通过调整而与罐170和仅在一侧处的千斤顶130和140的较少伸长部以及锥形分段环174的在另一侧处的较多伸长部保持平行，所述锥形分段环在一侧处具有较大宽度且在另一侧处具有较小宽度，以便在内衬处提供曲线对准。

因此，可扩展环110和推进外壳罐170始终将适当地接触先前安装的环172，即使在曲线处也是如此，以适当地推动先前安装的分段环172。

曲线处的概念的其余部分极类似于由TBM进行的常规/典型隧道开凿。例如，在弯曲对准时的先前安装的分段环172将位于TBM的刷子318区域内，且TBM的后防护件312将以常规TBM的类似方式通过曲线。

推进外壳100系统可在不同隧道横截面处使用，例如圆形、椭圆形、正方形、矩形、子矩形等等。不管任何隧道截面形状，有必要的是推进外壳100遵循隧道横截面形状且能够在TBM 310的后防护件312与分段内衬172/174之间向后或向前移动。

图8a和8b如下示出阶段A和B：

阶段A：准备好将管片安装在推进外壳100内且准备好将TBM 310抵靠先前安装的环172向前推动。

阶段B：新环174的管片由管片拼装机316（在装配于推进外壳100上的千斤顶130与装配于可扩展环110上的千斤顶140之间）安装，而TBM推进油缸150经由推进外壳100且经由位于先前安装的环前方的可扩展环110而抵靠先前安装的环进行推动和前进。

图8c和8d如下示出阶段C和D：

阶段C：TBM 310向前移动为等于环的宽度。

环已由推进外壳100内的管片拼装机完成，同时TBM向前前进。

阶段D：可扩展环110上的装配千斤顶140缩回，且接着可扩展环110收缩。

图8e和8f如下示出阶段E和F：

阶段E：收缩状态的可扩展环110将由管片拼装机316提升以清除先前安装的环172与新安装的环174之间的空间。

阶段F：新拼装的环174由装配在推进外壳100上的千斤顶130朝向其与先前安装的环172所接触的最终位置推动。

图8g和8h如下示出阶段G和H：

阶段G：同时，推进外壳100由TBM 310的推进油缸150拉动，并且可扩展环110由管片拼装机316拉动到其在新拼装的分段环174的前侧处的新位置。

阶段H：可扩展环110扩展且定位在安装环174前方，并且推进外壳100被推进以与可扩展环110接触。可扩展环110上的装配千斤顶140也扩展。

阶段：要针对接下来的循环重复的“A~H”。

图9、10处已展示推进外壳100系统的额外实例。

为了更清楚起见，尚未展示轴向千斤顶130和140。并且，图10处的先前安装的分段环172已被展示为简单环（不具有展示管片的边框的线）以提供更简单的图像。

图9展示在没有接触的阶段的推进外壳100和可扩展环110。图10展示在3d有限元模型（FEM）处有接触和相互作用的阶段的推进外壳100、可扩展环110和先前安装的分段内衬172。

元件列表：

100 推进外壳	240 可伸缩梁
		110 可扩展环	250 240上的轴向千斤顶
120 周向油缸/千斤顶	260 110的区段之间的间隙
		130 100的轴向装配千斤顶	270 铰链
140 110的轴向装配千斤顶	280 周向板
		150 TBM的推进油缸	285 管片的凹槽
160 100的推进环	290 弹簧
		170 100的中空罐	300 挡块
172 先前安装的分段环	310 隧道掘进机（TBM）
		174 新安装的（正安装的）	312 TBM的后防护件
分段环	314 TBM的静止防护件
		180 160的加强件	316 TBM的管片拼装机
190 110的区段	318 TBM的刷子
		200 千斤顶模座上的支柱	320 316的轮轴（框架）
210 110的最下区段	322 TS制动概念
		220 110的上区段	323 322的活动环
230 内部条带辊	324 可伸缩油缸（杆）322
		235 外部条带辊	326 管片的提升插槽

。

Claims (9)

1.一种由TBM用在隧道分段内衬中的推进外壳系统，所述系统包括：

推进罐，其在所述TBM的后防护件与新分段环之间的间隙内移动，

推进环，其具有从一侧与所述推进罐连接的连接件和从另一侧与所述TBM的推进油缸连接的连接件，

可扩展环，其在所述推进罐与先前拼装的分段环之间使用以将所述推进油缸的推进力传递到所述先前拼装的分段内衬，

其中在所述可扩展环的扩展模式下，所述可扩展环的外径等于所述推进罐的外径以能够与所述推进罐接触，并且

其中在所述可扩展环的收缩模式下，所述可扩展环的所述外径小于所述新分段环的内径以能够在所述新分段环内移动。

2.根据权利要求1所述的推进外壳系统，其进一步包括在所述推进环上或在所述TBM的静止防护件上以用于在所述推进罐内拼装所述新分段环的多个装配轴向千斤顶或油缸。

3.根据权利要求1所述的推进外壳系统，其进一步包括在所述可扩展环上以用于在所述推进罐内拼装所述新分段环的多个装配轴向千斤顶或油缸。

4.根据权利要求1所述的推进外壳系统，其中所述可扩展环进一步包括由多个周向千斤顶或油缸连接的多个区段，所述多个周向千斤顶或油缸用于使所述可扩展环扩展或收缩。

5.根据权利要求4所述的推进外壳系统，其中所述可扩展环进一步包括在所述可扩展环内的多个可伸缩梁，在所述多个可伸缩梁上具有额外装配轴向千斤顶或油缸，所述多个可伸缩梁将覆盖所述区段之间的间隙，以便在所述间隙处将所述TBM的推进力传递到所述先前拼装的分段环。

6.根据权利要求1所述的推进外壳系统，其中多个条带辊在所述推进罐处连接以易于使所述新分段环在所述推进罐上向前和向后移动，且易于使所述推进罐在所述TBM的所述后防护件上向前和向后移动。

7.一种用在隧道分段内衬中以防止TBM向后和向前移动的TS制动系统，所述系统包括：

活动环，其能够在所述TBM的管片拼装机的轮轴上向后和向前移动并旋转，以及

多个可伸缩杆，其装配在所述活动环上，所述多个可伸缩杆能够伸长以进入先前安装的分段环的提升插槽。

8.根据权利要求7所述的TS制动系统，其中所述可伸缩杆能够折叠以减少其阻碍和占用空间。

9.一种由TBM用在隧道分段内衬中的推进外壳系统，所述系统包括：

推进罐，其在所述TBM的后防护件与新分段环之间的间隙内移动，

推进环，其具有从一侧与所述推进罐连接的连接件和从另一侧与所述TBM的推进油缸连接的连接件，

其中多个周向板由多个铰链连接到所述推进罐的端部，所述多个铰链能够由从一侧连接到所述周向板并从另一侧连接到所述推进罐的多个弹簧将位置从水平变为竖直，

其中所述周向板在先前拼装的分段环的方位处将处于竖直位置，所述周向板在其尾部圆周的外周边处具有凹槽以在竖直位置处容纳所述板，并提供用于使所述周向板将推进负载从所述推进罐传递到先前拼装的分段内衬的空间，并且

其中所述周向板在由所述推进罐拉回并围绕所述铰链旋转的同时将处于水平位置，同时与所述凹槽的倾斜部分接触。