CN114575899A - 一种tbm在线多模式支护系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TBM在线多模式支护系统及施工方法，其中支护系统包括刀盘、盾体、主驱动、主推进系统、主梁、撑靴以及辅推进系统；还包括多功能拼装系统，多功能拼接系统包括钢管片拼装功能组件、钢拱架拼装功能组件、用于带动钢管片拼装功能组件和钢拱架拼装功能组件旋转的旋转功能组件以及用于带动旋转功能组件沿主梁平移的平移功能组件；钢管片拼装功能组件与钢拱架拼装功能组件在主梁的延伸方向上错位排列，并且，两者可择一伸出至旋转功能组件的外侧。本发明所提供的TBM在线多模式支护系统，在复杂地质条件下，多功能拼装系统可在线拼装钢管片和钢拱架，提高了TBM应对复杂地质条件的支护能力，减小了多种支护方式的切换时间。

Description

一种TBM在线多模式支护系统及施工方法

技术领域

本发明涉及支护系统领域，特别是涉及一种TBM在线多模式支护系统及施工方法。

背景技术

TBM的支护方式与隧洞地质条件有关，主要有：管片、钢拱架、钢瓦片等，为保证施工安全，提高TBM应对复杂地质条件的能力，则需要多种支护方式混合使用。

常规TBM支护方式单一，在施工过程中，只能拼装管片或者钢拱架、钢瓦片中的一种，应对复杂地质的能力明显不足。近年来已开始研究TBM多模式支护系统，现有TBM多模式支护系统是离线式的，钢管片拼装功能和钢拱架拼装功能只能使用其中一种，若想使用另外一种功能则需要用后者功能组件去替换原有功能组件，整个过程费时费力，影响施工效率，同时在地质突变情况下快速切换支护模式的能力弱，不能及时为隧洞提供支护。

并且，在TBM多支护模式切换过程中，从钢管片向钢拱架切换过程相对容易，但是从钢拱架向钢管片的切换过程较难，由于辅推进系统作用在钢管片上，初始段的钢管片需要足够的支撑反力，现有技术中，常预先设置反力支撑装置或撑紧环，这种方法切换周期长，不利于TBM快速应对不良地质。

因此，如何有效提高TBM多支护模式的切换效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种TBM在线多模式支护系统及施工方法，用于提高施工效率，满足钢管片、钢拱架不同模式间的快速切换。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种TBM在线多模式支护系统，包括刀盘、盾体、主驱动、主推进系统、主梁、撑靴以及辅推进系统；还包括多功能拼装系统，所述多功能拼接系统包括钢管片拼装功能组件、钢拱架拼装功能组件、用于带动所述钢管片拼装功能组件和所述钢拱架拼装功能组件旋转的旋转功能组件以及用于带动所述旋转功能组件沿所述主梁平移的平移功能组件；所述钢管片拼装功能组件与所述钢拱架拼装功能组件在所述主梁的延伸方向上错位排列，并且，两者可择一伸出至所述旋转功能组件的外侧。

优选地，所述钢管片拼装功能组件包括拼装机械手和伸缩机构，所述伸缩机构安装在所述旋转功能组件上，所述伸缩机构可带动所述拼装机械手动作或收回至所述旋转功能组件的位置。

优选地，所述拼装机械手的左右两侧均设有所述伸缩机构，所述伸缩机构可跟随所述旋转功能组件转动进而带动所述拼装机械手转动。

优选地，所述平移功能组件包括平移轨道、平移支撑件和平移驱动部件，所述平移轨道安装在所述主梁上，所述平移支撑件与所述旋转功能组件固定连接，所述平移支撑件可沿所述平移轨道滑动，所述平移驱动部件可驱动所述平移支撑件移动。

优选地，还包括安装在所述主梁上的锚杆钻机系统、前喷混系统、后喷混系统以及物料吊运系统，所述物料吊运系统位于所述主梁的下方，所述前喷混系统用于向洞壁进行喷混，所述后喷混系统用于向洞壁进行二次喷混。

优选地，所述钢拱架拼装功能组件包括伸缩装置、摆动臂以及用于抓取钢拱架的抓手，所述伸缩装置和所述摆动臂的固定端均铰装在所述旋转功能组件上，所述伸缩装置的活动端与所述摆动臂的活动端铰接，所述抓手安装在所述摆动臂的活动端。

优选地，所述摆动臂的固定端与所述伸缩装置的固定端之间具有预设距离，所述摆动臂上设有弯折部，所述伸缩装置位于所述摆动臂的弯折部凹陷一侧。

优选地，所述伸缩装置、所述摆动臂和所述抓手的个数均为若干个，且一一对应。

一种TBM在线多模式支护施工方法，采用上述的TBM在线多模式支护系统，包括以下步骤：

根据围岩状态，选择目标拼装模式，所述目标拼装模式包括钢管片拼装模式和钢拱架拼装模式；

在所述钢管片拼装模式下，所述钢拱架拼装功能组件的伸缩装置驱动摆动臂完全收回；所述撑靴和所述主推进系统不工作，所述辅推进系统推钢管片，为TBM提供掘进和前进的推力；

在所述钢拱架拼装模式下，所述钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回；此状态下所述辅推进系统不工作，所述撑靴撑紧洞壁，为所述主推进系统提供支撑反力，所述主推进系统为TBM提供掘进和前进的推力。

优选地，还包括：

在所述钢管片拼装模式下若遇到围岩稳定性较好地层时，可将支护方式转换为钢拱架支护，所述钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回，钢拱架开始拼装后，所述辅推进系统停止工作，所述撑靴撑紧洞壁，所述主推进系统开始工作，为TBM提供掘进和前进的推力；

在钢拱架拼装模式下若遇到围岩不稳定情况，将支护模式切换为钢管片支护，在钢拱架向钢管片过渡段，所述钢拱架拼装功能组件继续工作拼装密集钢拱架，并用锚杆钻机系统向洞壁打锚杆，所述密集钢拱架在拼装到一定距离后，所述钢拱架拼装功能组件收回不工作，所述钢管片拼装功能组件开始拼装钢管片，所述撑靴撑紧洞壁，所述主推进系统以小推力工作，或者所述撑靴和所述主推进系统不工作，所述辅助推进系统以小推力推钢管片；当钢管片拼装一定距离后，钢管片段具备足够的支撑反力时，所述撑靴和所述主推进系统停止工作，所述辅推进系统开始以额定推力工作推钢管片，为TBM提供掘进和前进的推力。

本发明所提供的TBM在线多模式支护系统，包括刀盘、盾体、主驱动、主推进系统、主梁、撑靴以及辅推进系统；还包括多功能拼装系统，所述多功能拼接系统包括钢管片拼装功能组件、钢拱架拼装功能组件、用于带动所述钢管片拼装功能组件和所述钢拱架拼装功能组件旋转的旋转功能组件以及用于带动所述旋转功能组件沿所述主梁平移的平移功能组件；所述钢管片拼装功能组件与所述钢拱架拼装功能组件在所述主梁的延伸方向上错位排列，并且，两者可择一伸出至所述旋转功能组件的外侧。本发明所提供的TBM在线多模式支护系统，在复杂地质条件下，所述多功能拼装系统可在线拼装钢管片和钢拱架，提高了TBM应对复杂地质条件的支护能力，减小了多种支护方式的切换时间。

本发明所提供的TBM在线多模式支护施工方法，包括以下步骤：根据围岩状态，选择目标拼装模式，所述目标拼装模式包括钢管片拼装模式和钢拱架拼装模式；在所述钢管片拼装模式下，所述钢拱架拼装功能组件的伸缩装置驱动摆动臂完全收回；所述撑靴和所述主推进系统不工作，所述辅推进系统推钢管片，为TBM提供掘进和前进的推力；在所述钢拱架拼装模式下，所述钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回；此状态下所述辅推进系统不工作，所述撑靴撑紧洞壁，为所述主推进系统提供支撑反力，所述主推进系统为TBM提供掘进和前进的推力。本发明所提供的TBM在线多模式支护施工方法，多种支护模式间相互切换过程简单，无需安装辅助附件，切换周期短，提高了TBM多模式支护的快速性。

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为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中超前钻机的安装示意图；

图3为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中多功能拼装系统的示意图；

图4为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢拱架拼装功能组件的作业状态示意图；

图5为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢拱架拼装功能组件的收回状态示意图；

图6为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢管片模式向钢拱架模式的切换过程示意图；

图7为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢拱架模式向钢管片模式的切换过程示意图；

图8为本发明所提供的TBM在线多模式支护施工方法的流程图；

其中：刀盘-1；盾体-2；主驱动-3；多功能拼装系统-4；主梁-5；锚杆钻机系统-6；前喷混系统-7；主推进系统-8；撑靴-9；后配套系统-10；后喷混系统-11；物料吊运系统-12；钢管片-13；钢拱架-14；辅推进系统-15；超前钻机-16；钢管片段-A；钢拱架段-B；钢拱架密布段-C。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种TBM在线多模式支护系统及施工方法，模式切换过程简单，效率高。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图8，图1为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中超前钻机的安装示意图；图3为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中多功能拼装系统的示意图；图4为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢拱架拼装功能组件的作业状态示意图；图5为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢拱架拼装功能组件的收回状态示意图；图6为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢管片模式向钢拱架模式的切换过程示意图；图7为本发明所提供的TBM在线多模式支护系统中钢拱架模式向钢管片模式的切换过程示意图；图8为本发明所提供的TBM在线多模式支护施工方法的流程图。

在该实施方式中，TBM在线多模式支护系统包括刀盘1、盾体2、主驱动3、主推进系统8、主梁5、撑靴9以及辅推进系统15；刀盘1位于隧洞前方，是TBM的开挖部件；盾体2位于刀盘1后方，作用是保护主驱动3；主驱动3位于盾体2内，主要作用是为刀盘1提供驱动扭矩；主梁5位于盾体2后方，主要作用是连接主机和后配套系统10，同时为其它功能组件提供安装空间；主推进系统8分别连接主梁5和撑靴9，作用1是在敞开式掘进模式下，为TBM提供掘进和前进推力；作用2是在钢拱架14向钢管片13切换过程中，提供临时推力；撑靴9的作用是撑紧洞壁，为主推进系统8提供支撑反力；辅助推进系统位于盾体2的周边区域，主要作用是在拼装钢管片13模式下，推钢管片13，为TBM提供掘进和前进推力；钢管片13是围岩不稳定情况下的支护单元，钢拱架14是围岩稳定情况下的支护单元。

进一步，还包括多功能拼装系统4，多功能拼装系统4安装在主梁5上，位于主驱动3后方区域，可在线拼装钢管片13和钢拱架14；多功能拼接系统包括钢管片拼装功能组件、钢拱架拼装功能组件、旋转功能组件和平移功能组件，旋转功能组件用于带动钢管片拼装功能组件和钢拱架拼装功能组件旋转，实现整个周向的拼接工作，平移功能组件用于带动旋转功能组件沿主梁5平移；钢管片拼装功能组件与钢拱架拼装功能组件在主梁5的延伸方向上错位排列，即钢拱架拼装功能组件位于钢管片拼装功能组件的后方；并且，钢管片拼装功能组件与钢拱架拼装功能组件可择一伸出至旋转功能组件的外侧，进行拼装操作。旋转功能组件安装在平移功能组件上，可同时驱动钢管片拼装功能组件和钢拱架拼装功能组件产生旋转运动。平移功能组件安装在主梁5上，作用是驱动多功能拼装系统4前后移动，提高多功能拼装系统4作业范围。

本发明所提供的TBM在线多模式支护系统，在复杂地质条件下，多功能拼装系统4可在线拼装钢管片13和钢拱架14，提高了TBM应对复杂地质条件的支护能力，减小了多种支护方式的切换时间；多功能拼装系统4结构简单，在线多模式支护操作便捷，易于推广工程应用；钢管片拼装功能组件和钢拱架拼装功能组件在工作是互不干涉，可在线支持多模式支护。

在上述各实施方式的基础上，钢管片拼装功能组件包括拼装机械手和伸缩机构，伸缩机构安装在旋转功能组件上，伸缩机构可带动拼装机械手动作或收回至旋转功能组件的位置。具体的，钢管片拼装功能组件的作用是拼装钢管片13，主要包括拼装机械手和伸缩机构等，拼装机械手的主要功能是抓取和调整钢管片13，伸缩机构的作用是使拼装机械手在隧洞径向上具有一定的移动范围，方便拼装机械手拼装钢管片13。

在上述各实施方式的基础上，拼装机械手的左右两侧均设有伸缩机构，伸缩机构可跟随旋转功能组件转动进而带动拼装机械手转动，拼装机械手的左右两侧均设有伸缩机构可有效提高拼装机械手的稳定性，并且，由于钢管片13的重量较大，因此，在完成一个钢管片13后，拿取另一个钢管片13，通过旋转功能组件转动一定的角度，完成该钢管片13的拼装，至整圈的钢管片13完成后，可通过平移功能组件实现整个多功能拼装系统4的前后移动，进行下一圈钢管片13的拼装，完成当前支护区域的支护后，通过辅推进系统15与钢管片13端面的配合，移动至下一待支护区域。

在上述各实施方式的基础上，钢拱架拼装功能组件包括伸缩装置、摆动臂以及用于抓取钢拱架14的抓手，伸缩装置和摆动臂的固定端均铰装在旋转功能组件上，伸缩装置的活动端与摆动臂的活动端铰接，抓手安装在摆动臂的活动端；伸缩装置在伸缩时，可带动摆动臂摆动，进而带动抓手靠近或远离旋转功能组件，实现对钢拱架14的抓取。具体的，钢拱架拼装功能组件的作用是拼装钢拱架14、钢瓦片和钢筋排等，主要包括抓手、摆动臂和伸缩装置。抓手是钢拱架拼装功能组件的功能执行组件，作用是抓取钢拱架14、钢瓦片和钢筋排等，抓手位于摆动臂的末端，摆动臂安装在旋转功能组件上，伸缩装置可驱动摆动臂呈现不同的伸展状态，方便钢拱架拼装。若不使用钢拱架拼装功能，则伸缩装置可驱动摆动臂完全收回，不影响钢管片13拼装。

在上述各实施方式的基础上，摆动臂的固定端与伸缩装置的固定端之间具有预设距离，摆动臂上设有弯折部，伸缩装置位于摆动臂的弯折部凹陷一侧。上述设置，可以方便摆动臂与伸缩装置之间的配合，摆动方便。

在上述各实施方式的基础上，伸缩装置、摆动臂和抓手的个数均为若干个，且一一对应。由于钢拱架14的重量较小，可以通过设置多个抓手，同时拿取多个钢拱架14，也可以将钢拱架14预先组合成环形后，推出至洞壁上，然后将相邻钢拱架14之间焊接固定即可；在完成整圈的钢拱架14支护后，可通过平移功能组件实现整个多功能拼装系统4的前后移动，进行下一圈钢拱架14的拼装，完成当前支护区域的支护后，通过撑靴9与主推进系统8的配合，移动至下一待支护区域。

在上述各实施方式的基础上，平移功能组件包括平移轨道、平移支撑件和平移驱动部件，平移轨道安装在主梁5上，平移支撑件与旋转功能组件固定连接，平移支撑件可沿平移轨道滑动，平移驱动部件可驱动平移支撑件移动，进而带动旋转功能组件平移，从而实现钢管片拼装功能组件和钢拱架拼装功能组件的平移，进行下一位置的拼装工作。

在上述各实施方式的基础上，该TBM在线多模式支护系统还包括安装在主梁5上的锚杆钻机系统6、前喷混系统7、后喷混系统11以及物料吊运系统12，物料吊运系统12位于主梁5的下方，前喷混系统7用于向洞壁进行喷混，后喷混系统11用于向洞壁进行二次喷混。具体的，锚杆钻机系统6安装在主梁5上，位于多功能拼装系统4的后方，锚杆钻机系统6具有沿主梁5平移后绕主梁5旋转的功能，锚杆钻机系统6的主要作用是向洞壁打锚杆，固定钢拱架14、钢瓦片和钢筋排等，提高围岩的稳定性；前喷混系统7安装在主梁5上，位于锚杆钻机系统6的后方，主要作用是在拼装钢拱架14、钢瓦片和钢筋排时，向洞壁喷混，提高围岩的稳定性；后喷混系统11位于后配套系统10上，主要作用是在拼装钢拱架14、钢瓦片和钢筋排时，向洞壁喷混，实现二次喷混，提高喷混质量；物料吊运系统12位于主梁5下方，主要作用是转运钢管片13、钢拱架14、钢瓦片和钢筋排等物料，物料达到主梁5下方区域后，调整物料姿态，方便多功能拼装系统4抓取拼装。

在上述各实施方式的基础上，该TBM在线多模式支护系统还包括后配套系统10和超前钻机16，后配套系统10位于主梁5的后方，后配套系统10包含TBM各功能所需的子系统。在需要地质超前钻探的时候可以用超前钻机16替换前喷混系统7。

除上述TBM在线多模式支护系统外，本发明还提供了一种TBM在线多模式支护施工方法，可采用上述TBM在线多模式支护系统。

该TBM在线多模式支护施工方法包括以下步骤：

步骤S1：根据围岩状态，选择目标拼装模式，目标拼装模式包括钢管片13拼装模式和钢拱架拼装模式；

步骤S2：在钢管片13拼装模式下，钢拱架拼装功能组件的伸缩装置驱动摆动臂完全收回，此时钢拱架拼装功能组件位于钢管片13拼装作业范围的内侧，不影响钢管片13拼装作业；撑靴9和主推进系统8不工作，辅推进系统15推钢管片13，为TBM提供掘进和前进的推力；

步骤S3：在钢拱架拼装模式下，钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回，方便钢拱架拼装作业；此状态下辅推进系统15不工作，撑靴9撑紧洞壁，为主推进系统8提供支撑反力，主推进系统8为TBM提供掘进和前进的推力。

本发明所提供的TBM在线多模式支护施工方法，多种支护模式间相互切换过程简单，无需安装辅助附件，切换周期短，提高了TBM多模式支护的快速性。

进一步，该TBM在线多模式支护施工方法还包括：

在钢管片13拼装模式下若遇到围岩稳定性较好地层时，可将支护方式转换为钢拱架14支护，钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回，方便钢拱架拼装作业，钢拱架14开始拼装后，辅推进系统15停止工作，撑靴9撑紧洞壁，主推进系统8开始工作，为TBM提供掘进和前进的推力；

在钢拱架拼装模式下若遇到围岩不稳定情况，需快速将支护模式切换为钢管片13支护，为保证管片有足够的支撑反力，在钢拱架14向钢管片13过渡段，即钢拱架段B向钢管片段A过渡时，钢拱架拼装功能组件继续工作拼装密集钢拱架14，形成钢拱架密布段C，并用锚杆钻机系统6向洞壁打锚杆，增加钢拱架14的稳定性，密集钢拱架14在拼装到一定距离后，钢拱架拼装功能组件收回不工作，钢管片拼装功能组件开始拼装钢管片13，撑靴9撑紧洞壁，主推进系统8以小推力工作，或者撑靴9和主推进系统8不工作，辅助推进系统以小推力推钢管片13，避免钢拱架14密集段强度不够造成钢拱架14损坏；当钢管片13拼装一定距离后，钢管片段A具备足够的支撑反力时，撑靴9和主推进系统8停止工作，辅推进系统15开始以额定推力工作推钢管片13，为TBM提供掘进和前进的推力。

以上对本发明所提供的TBM在线多模式支护系统及施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的施工方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种TBM在线多模式支护系统，包括刀盘(1)、盾体(2)、主驱动(3)、主推进系统(8)、主梁(5)、撑靴(9)以及辅推进系统(15)；其特征在于，还包括多功能拼装系统(4)，所述多功能拼接系统包括钢管片拼装功能组件、钢拱架拼装功能组件、用于带动所述钢管片拼装功能组件和所述钢拱架拼装功能组件旋转的旋转功能组件以及用于带动所述旋转功能组件沿所述主梁(5)平移的平移功能组件；所述钢管片拼装功能组件与所述钢拱架拼装功能组件在所述主梁(5)的延伸方向上错位排列，并且，两者可择一伸出至所述旋转功能组件的外侧。

2.根据权利要求1所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，所述钢管片拼装功能组件包括拼装机械手和伸缩机构，所述伸缩机构安装在所述旋转功能组件上，所述伸缩机构可带动所述拼装机械手动作或收回至所述旋转功能组件的位置。

3.根据权利要求2所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，所述拼装机械手的左右两侧均设有所述伸缩机构，所述伸缩机构可跟随所述旋转功能组件转动进而带动所述拼装机械手转动。

4.根据权利要求1所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，所述平移功能组件包括平移轨道、平移支撑件和平移驱动部件，所述平移轨道安装在所述主梁(5)上，所述平移支撑件与所述旋转功能组件固定连接，所述平移支撑件可沿所述平移轨道滑动，所述平移驱动部件可驱动所述平移支撑件移动。

5.根据权利要求1所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，还包括安装在所述主梁(5)上的锚杆钻机系统(6)、前喷混系统(7)、后喷混系统(11)以及物料吊运系统(12)，所述物料吊运系统(12)位于所述主梁(5)的下方，所述前喷混系统(7)用于向洞壁进行喷混，所述后喷混系统(11)用于向洞壁进行二次喷混。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，所述钢拱架拼装功能组件包括伸缩装置、摆动臂以及用于抓取钢拱架(14)的抓手，所述伸缩装置和所述摆动臂的固定端均铰装在所述旋转功能组件上，所述伸缩装置的活动端与所述摆动臂的活动端铰接，所述抓手安装在所述摆动臂的活动端。

7.根据权利要求6所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，所述摆动臂的固定端与所述伸缩装置的固定端之间具有预设距离，所述摆动臂上设有弯折部，所述伸缩装置位于所述摆动臂的弯折部凹陷一侧。

8.根据权利要求6所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，所述伸缩装置、所述摆动臂和所述抓手的个数均为若干个，且一一对应。

9.一种TBM在线多模式支护施工方法，采用如权利要求1至8任意一项所述的TBM在线多模式支护系统，其特征在于，包括以下步骤：

根据围岩状态，选择目标拼装模式，所述目标拼装模式包括钢管片(13)拼装模式和钢拱架拼装模式；

在所述钢管片(13)拼装模式下，所述钢拱架拼装功能组件的伸缩装置驱动摆动臂完全收回；所述撑靴(9)和所述主推进系统(8)不工作，所述辅推进系统(15)推钢管片(13)，为TBM提供掘进和前进的推力；

在所述钢拱架拼装模式下，所述钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回；此状态下所述辅推进系统(15)不工作，所述撑靴(9)撑紧洞壁，为所述主推进系统(8)提供支撑反力，所述主推进系统(8)为TBM提供掘进和前进的推力。

10.根据权利要求9所述的TBM在线多模式支护施工方法，其特征在于，还包括：

在所述钢管片(13)拼装模式下若遇到围岩稳定性较好地层时，可将支护方式转换为钢拱架(14)支护，所述钢管片拼装功能组件的伸缩机构驱动拼装机械手收回，钢拱架(14)开始拼装后，所述辅推进系统(15)停止工作，所述撑靴(9)撑紧洞壁，所述主推进系统(8)开始工作，为TBM提供掘进和前进的推力；

在钢拱架拼装模式下若遇到围岩不稳定情况，将支护模式切换为钢管片(13)支护，在钢拱架(14)向钢管片(13)过渡段，所述钢拱架拼装功能组件继续工作拼装密集钢拱架(14)，并用锚杆钻机系统(6)向洞壁打锚杆，所述密集钢拱架(14)在拼装到一定距离后，所述钢拱架拼装功能组件收回不工作，所述钢管片拼装功能组件开始拼装钢管片(13)，所述撑靴(9)撑紧洞壁，所述主推进系统(8)以小推力工作，或者所述撑靴(9)和所述主推进系统(8)不工作，所述辅助推进系统以小推力推钢管片(13)；当钢管片(13)拼装一定距离后，钢管片段(A)具备足够的支撑反力时，所述撑靴(9)和所述主推进系统(8)停止工作，所述辅推进系统(15)开始以额定推力工作推钢管片(13)，为TBM提供掘进和前进的推力。

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