CN115110965A - 一种tbm - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种TBM，包括集渣装置、螺旋排渣系统、环流系统和主机，主机包括开挖仓和盾体；集渣装置设于开挖仓内，集渣装置包括接渣斗和可伸缩的密封闸门，密封闸门用于密封接渣斗底部的开口；螺旋排渣系统包括主排螺旋机、辅排螺旋机和渣土运输系统，主排螺旋机与接渣斗连通，辅排螺旋机连接盾体并与开挖仓连通，渣土运输系统用于输出渣土；环流系统包括排浆管和进浆管，排浆管与进浆管均与开挖仓连通。上述TBM可在不拆装任何装置的情况下，实现多种施工模式的一键快速切换，可以有效解决传统单一模式TBM地层适应性弱、离线式多种施工模式TBM切换效率较低等难题，可大大提高施工效率，节约施工成本。

Description

一种TBM

技术领域

本申请涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种TBM。

背景技术

TBM(Tunnel Boring Machine全断面隧道掘进机)因具备高效施工的优势，被较多的应用于中/小断面山岭隧道建设。但随着山岭隧道快速发展和对资源集约利用的需求，中/小开挖直径的TBM已难以满足超大断面山岭隧道的施工需求。一方面，随着规划的隧道线路穿越地层越趋的复杂多变，原有单一模式的TBM很难发挥其高速施工的优势；另一个方面，超大直径TBM施工成本比标准的NATM(New Austrian Tunneling Method新奥法)工法更昂贵。

为此，针对上述现状，现有技术中出现了一些具有多种施工模式的TBM，比如提出采用泥水+土压模式，并在螺旋机尾部设置储石箱同时在排浆管路上设置筛分装置，以此来达到高效排渣的目的，但无法满足稳定围岩下山岭隧道施工需求；还有一些具有多种施工模式的TBM，尽管满足山岭隧道多模式施工，然而，在多种模式切换时往往需拆装部件，无法实现多种施工模式的在线快速切换。因此，为了满足大直径或超大直径山岭隧道施工的要求，本领域技术人员有必要适时提供一种在不拆装任何部件的情况下可根据不同地质工况实现多种施工模式快速切换的TBM。

发明内容

本申请的目的是提供一种TBM，能在不拆装任何部件的情况下根据不同地质工况实现多种施工模式快速切换，从而大大提高施工效率，降低施工成本。

为实现上述目的，本申请提供一种TBM，包括集渣装置、螺旋排渣系统、环流系统和主机，主机包括开挖仓和盾体；

集渣装置设于开挖仓内，集渣装置包括接渣斗和可伸缩的密封闸门，密封闸门设于盾体并用于密封接渣斗底部的开口；

螺旋排渣系统包括主排螺旋机、辅排螺旋机和渣土运输系统，主排螺旋机与接渣斗连通，辅排螺旋机连接盾体并与开挖仓连通，渣土运输系统用于输出主排螺旋机或辅排螺旋机输送来的渣土；

环流系统包括排浆管和进浆管，排浆管与进浆管均与开挖仓连通；以实现：

当TBM处于环流排渣施工状态时，螺旋排渣系统关闭，密封闸门打开开口，环流系统开启，开挖仓内的渣土与进浆管补给的浆液混合后经排浆管排出至隧道外；

当TBM处于泥水式施工状态时，环流系统关闭，密封闸门关闭开口，主排螺旋机开启，辅排螺旋机关闭，接渣斗收集的渣石经主排螺旋机与渣土运输系统输出至隧道外；

当TBM处于土压平衡盾构施工状态时，环流系统关闭，主排螺旋机关闭，密封闸门打开开口，辅排螺旋机开启，开挖仓内的渣土与添加剂混合后形成流塑状渣土，并经辅排螺旋机与渣土运输系统输出至隧道外；

当TBM处于泄压排水施工状态时，螺旋排渣系统关闭，进浆管关闭，密封闸门打开开口，排浆管开启，开挖仓内的涌水经排浆管输出至隧道外。

在一些实施例中，盾体包括密封隔板，密封闸门包括：

闸门轨道，设于密封隔板上，并伸至开挖仓内；

密封闸板，可滑动地连接闸门轨道，用于与闸门轨道相对滑动，以打开或关闭开口；

伸缩驱动组件，连接密封闸板，用于驱动密封闸板运动。

在一些实施例中，接渣斗包括：

两个侧板；

两个翻转板，分别转动连接两个侧板，用于沿靠近主排螺旋机的一侧翻转后打开接渣斗。

在一些实施例中，接渣斗还包括：

卡板，连接两个翻转板；

螺栓组，用于将卡板栓接于两个翻转板。

在一些实施例中，接渣斗还包括限位板，限位板设于两个翻转板的底部，限位板用于阻挡两个翻转板沿背离主排螺旋机的一侧翻转。

在一些实施例中，主排螺旋机包括螺旋轴，螺旋轴可伸缩地设于接渣斗内，且螺旋轴用于绕其轴线转动，以输送接渣斗内的渣土。

在一些实施例中，主排螺旋机的出渣口设有尾部闸门，尾部闸门用于密封主排螺旋机的出渣口，主排螺旋机还设有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构用于驱动主排螺旋机的后段、尾部闸门及螺旋轴共同沿主排螺旋机的轴线方向运动，使螺旋轴伸入接渣斗内的设定位置。

在一些实施例中，盾体还包括H架，主排螺旋机的前端通过固定套筒固连于密封隔板上，主排螺旋机的中部通过拉杆组件与H架连接。

在一些实施例中，主机还包括刀盘、主驱动、拼装机和推进系统，刀盘通过法兰与主驱动栓接固连，刀盘的背部设有刮渣板，刀盘的中心区域安装有中心刀具，盾体的前隔板、密封隔板及刀盘组成密闭的开挖仓，拼装机固连在H架的后端，推进系统沿盾体的周向均布并固连在盾体的主壳体内侧。

在一些实施例中，排浆管的前端与进浆管的前端分别与开挖仓的底部和顶部连通，排浆管的后端与进浆管的后端均依次连通有泵及管路组件和管路延伸装置。

相对于上述背景技术，本申请实施例所提供的TBM，包括集渣装置、螺旋排渣系统、环流系统和主机。其中，主机包括开挖仓和盾体；集渣装置设于开挖仓内，集渣装置包括接渣斗和可伸缩的密封闸门，密封闸门设于盾体上，密封闸门用于密封接渣斗底部的开口；螺旋排渣系统包括主排螺旋机、辅排螺旋机和渣土运输系统，主排螺旋机与接渣斗连通，辅排螺旋机连接盾体并与开挖仓连通，渣土运输系统用于输出主排螺旋机或辅排螺旋机输送来的渣土；环流系统包括排浆管和进浆管，排浆管与进浆管均与开挖仓连通。以上述方式设置的TBM可以实现：

当TBM处于环流排渣施工状态时，螺旋排渣系统关闭，密封闸门打开开口，环流系统开启，开挖仓内的渣土与进浆管补给的浆液混合后经排浆管排出至隧道外；

当TBM处于泥水式施工状态时，环流系统关闭，密封闸门关闭开口，主排螺旋机开启，辅排螺旋机关闭，接渣斗收集的渣石经主排螺旋机与渣土运输系统输出至隧道外；

当TBM处于土压平衡盾构施工状态时，环流系统关闭，主排螺旋机关闭，密封闸门打开开口，辅排螺旋机开启，开挖仓内的渣土与添加剂混合后形成流塑状渣土，并经辅排螺旋机与渣土运输系统输出至隧道外；

当TBM处于泄压排水施工状态时，螺旋排渣系统关闭，进浆管关闭，密封闸门打开开口，排浆管开启，开挖仓内的涌水经排浆管输出至隧道外。

如此一来，相较于传统无法实现多种施工模式的在线快速切换的TBM，本申请实施例所提供的TBM，可根据不同地质工况实现多模式施工；同时设置固定式集渣装置，采用密封闸门的前后伸缩实现渣土收集和安全密封；这样即可在不拆装和不更换任何装置的情况下，实现多种施工模式的一键快速切换，可以有效解决传统单一模式TBM地层适应性弱、离线式多种施工模式TBM切换效率较低等难题，可大大提高施工效率，节约施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中TBM的结构示意图；

图2为图1所示TBM中集渣装置的结构示意图；

图3为图1所示TBM中集渣装置安装位置剖视图；

图4为图1所示TBM中集渣装置、密封隔板和固定套筒的装配示意图；

图5为图3所示集渣装置中密封闸门处于打开状态的示意图；

图6为图3所示集渣装置中密封闸门处于关闭状态的示意图；

图7为本申请实施例中TBM处于辅助换刀状态时的局部放大示意图；

图8为本申请实施例中TBM处于环流排渣施工状态的示意图；

图9为本申请实施例中TBM处于泥水式施工状态的示意图；

图10为本申请实施例中TBM处于土压平衡盾构施工状态的示意图；

图11为本申请实施例中TBM处于泄压排水施工状态的示意图；

图12为本申请实施例中TBM处于辅助换刀状态的示意图。

其中：

1-集渣装置、11-密封闸门、111-闸门轨道、112-密封闸板、113-伸缩驱动组件、114-轨道清洗口、115-闸板清洗口、12-接渣斗、121-侧板、122-翻转板、123-铰接座、124-限位板、125-卡板、126-螺栓组、13-支撑平台；

2-螺旋排渣系统、21-主排螺旋机、211-伸缩驱动机构、212-尾部闸门、213-固定套筒、214-球铰座、215-拉杆组件、216-螺旋轴、22-辅排螺旋机、23-渣土运输系统；

3-环流系统、31-排浆管、32-进浆管；

4-主机、40-开挖仓、41-刀盘、411-刮渣板、412-中心刀具、42-盾体、421-前隔板、422-密封隔板、423-H架、43-主驱动、44-拼装机、45-推进系统；

α-主排螺旋机的倾角、H-换刀有效行程。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参阅图1，本申请实施例所提供的TBM，包括集渣装置1、螺旋排渣系统2、环流系统3、主机4和盾构台车。

其中，主机4包括开挖仓40和盾体42；集渣装置1设于开挖仓40内的中心区域，集渣装置1包括接渣斗12和可伸缩的密封闸门11，密封闸门11设于盾体42上，密封闸门11用于密封接渣斗12底部的开口；螺旋排渣系统2设于主机4内部，螺旋排渣系统2包括主排螺旋机21、辅排螺旋机22和渣土运输系统23，主排螺旋机21与接渣斗12连通，辅排螺旋机22连接盾体42并与开挖仓40连通，渣土运输系统23用于输出主排螺旋机21或辅排螺旋机22输送来的渣土；环流系统3设于主机4内且位于盾构台车上，环流系统3包括排浆管31和进浆管32，排浆管31与进浆管32均与开挖仓40连通；TBM的盾构台车设置在主机4后部，盾构台车与主机4的拼装机44上预留的铰接座123铰接固连。

以上述方式设置的TBM可以实现：

当TBM处于环流排渣施工状态时，螺旋排渣系统2关闭，密封闸门11打开开口，环流系统3开启，开挖仓40内的渣土与进浆管32补给的浆液混合后经排浆管31排出至隧道外；

当TBM处于泥水式施工状态时，环流系统3关闭，密封闸门11关闭开口，主排螺旋机21开启，辅排螺旋机22关闭，接渣斗12收集的渣石经主排螺旋机21与渣土运输系统23输出至隧道外；

当TBM处于土压平衡盾构施工状态时，环流系统3关闭，主排螺旋机21关闭，密封闸门11打开开口，辅排螺旋机22开启，开挖仓40内的渣土与添加剂混合后形成流塑状渣土，并经辅排螺旋机22与渣土运输系统23输出至隧道外；

当TBM处于泄压排水施工状态时，螺旋排渣系统2关闭，进浆管32关闭，密封闸门11打开开口，排浆管31开启，开挖仓40内的涌水经排浆管31输出至隧道外。

如此一来，相较于传统无法实现多种施工模式的在线快速切换的TBM，本申请实施例所提供的TBM，可根据不同地质工况实现多模式施工；同时设置固定式集渣装置1，采用密封闸门11的前后伸缩实现渣土收集和安全密封；这样即可在不拆装和不更换任何装置的情况下，实现多种施工模式的一键快速切换，可以有效解决传统单一模式TBM地层适应性弱、离线式多种施工模式TBM切换效率较低等难题，可大大提高施工效率，节约施工成本。

在一些实施例中，为了便于实现通过密封闸门11的前后伸缩运动以实现接渣斗12底部开口的打开与密封，盾体42包括密封隔板422，密封闸门11沿TBM轴线方向前后水平固设在盾体42的密封隔板422上，密封闸门11的前端设置在开挖仓40内，密封闸门11的后端处于主排螺旋机21的下方；接渣斗12与密封隔板422形成上下均开口的倒立斗状结构。

具体地，请一并参阅图5和图6，密封闸门11包括闸门轨道111、密封闸板112和伸缩驱动组件113，闸门轨道111设于密封隔板422上，闸门轨道111的前端伸至开挖仓40内；密封闸板112可滑动地连接闸门轨道111，密封闸板112用于与闸门轨道111相对滑动，以实现打开或关闭开口；伸缩驱动组件113连接密封闸板112，伸缩驱动组件113用于驱动密封闸板112运动。

当然，根据实际需要，伸缩驱动组件113具体为电动推杆或伸缩油缸，伸缩驱动组件113的缸筒/座可设于闸门轨道111的底部或密封隔板422上，伸缩驱动组件113的伸缩杆连接密封闸板112，这样即可通过伸缩杆相对于缸筒/座的前后伸缩运动，以实现密封闸板112与闸门轨道111的相对滑动。

在本实施例中，密封闸门11优选采用电控闸门，这样即可实现密封闸门11快速的开启与关闭。

为了便于对闸门轨道111及密封闸板112实时清洗，密封闸门11两侧均匀设置有轨道清洗口114，轨道清洗口114用于在密封闸门11关闭前对闸门轨道111进行冲洗；密封闸门11中部设置有闸板清洗口115，闸板清洗口115用于在密封闸门11开启时对密封闸板112进行实时冲洗。

在一些实施例中，请一并参阅图2至图4，接渣斗12包括两个侧板121和两个翻转板122，两个翻转板122分别转动连接两个侧板121，两个翻转板122用于沿靠近主排螺旋机21的一侧翻转后打开接渣斗12。同时，接渣斗12还包括连接侧板121和与之对应的翻转板122的铰接座123以及对翻转板122下部进行限定支撑的限位板124，限位板124设于两个翻转板122的底部，限位板124用于阻挡两个翻转板122沿背离主排螺旋机21的一侧翻转。

具体地说，两个侧板121呈左右对称倾斜设置，侧板121的后端面焊接固连在密封隔板422的前端面上，任一侧板121上还开设有格栅孔；相应的，两个翻转板122呈左右对称分别通过铰接座123铰接在两个侧板121上，两个翻转板122可绕铰接座123的轴线向后翻转90°，从而打开接渣斗12靠近刀盘41的侧部，以便于换刀操作。

在一些实施例中，接渣斗12还包括卡板125和螺栓组126，其中，卡板125连接两个翻转板122；螺栓组126用于将卡板125栓接于两个翻转板122。翻转板122上设置有安装孔，也就是说，可采用螺栓组126将卡板125栓接在左右两个翻转板122之间。当需要换刀时，卸下螺栓组126及卡板125即可。

如此一来，请一并参阅图7，当TBM处于辅助换刀模式(此模式是借助集渣装置1作为换刀平台进行辅助换刀作业)，也即当需要对TBM刀盘41刀具进行检修更换时，选定围岩稳定性较好的施工段，待TBM掘进到选定位置后刀盘41停机，保持环流系统3、螺旋排渣系统2等关闭，密封闸门11处于关闭状态作为辅助换刀平台；操作人员进入开挖仓40中的集渣装置1内，随后启动换刀辅助系统等对刀盘41刀具进行检修更换。同时，当需要对刀盘41中心刀具412进行检修更换时，操作人员将拆除接渣斗12上的螺栓组126及卡板125，将翻转板122向后翻折至设定位置并固定，留出换刀作业空间，便于中心刀具412拆装。

此外，集渣装置1还包括支撑平台13，支撑平台13设置在接渣斗12与密封闸门11二者前端的下部，支撑平台13的后端固设在密封隔板422上，支撑平台13用于支撑接渣斗12与密封闸门11，且支撑平台13可作为换刀操作平台辅助换刀。

在一些实施例中，螺旋排渣系统2包括有主排螺旋机21、辅排螺旋机22以及渣土运输系统23。主排螺旋机21按设定倾角α设置在TBM的主机4内的中心区域位置，主排螺旋机21的前端通过固定套筒213固连在盾体42的密封隔板422中心部位上，与此同时，固定套筒213上设有球铰座214，主排螺旋机21的前端与球铰座214配合连接，球铰座214用于支撑主排螺旋机21，且球铰座214用于供主排螺旋机21进行活动调整；盾体42沿TBM轴线方向的中部位置上还设置有H架423，主排螺旋机21的中部位置采用拉杆组件215与H架423连接，通过拉杆组件215与球铰座214配合，以实现主排螺旋机21的微调；辅排螺旋机22设置在盾体42下部的前隔板421上，辅排螺旋机22的前端与开挖仓40连通；渣土运输系统23设置在TBM上，渣土运输系统23的前端与两个螺旋机的出渣口连接。

主排螺旋机21的出渣口设有尾部闸门212，尾部闸门212用于密封主排螺旋机21的出渣口。当尾部闸门212关闭时，可对主排螺旋机21的内腔进行有效密封保压。

需要说明的是，渣土运输系统23至少包括主机皮带机、连续皮带机、渣土运输车等系统，在螺旋排渣施工模式下，渣石/渣土先通过主机皮带机输送至连续皮带机上，再由连续皮带机将其输送至TBM台车上设定位置，最后由渣土运输车将渣石/渣土运输至隧道外。

为了便于输送渣土，主排螺旋机21包括螺旋轴216，主排螺旋机21的螺旋轴216与接渣斗12可伸缩连通，即螺旋轴216可伸缩地设于接渣斗12内，需要主排螺旋机21工作时，螺旋轴216伸入接渣斗12内，不需要主排螺旋机21工作时，螺旋轴216退出接渣斗12；与此同时，螺旋轴216用于绕其轴线转动，以实现输送接渣斗12内的渣土。

在一些实施例中，主排螺旋机21还设有伸缩驱动机构211，该伸缩驱动机构211具体可为伸缩油缸，伸缩驱动机构211用于驱动主排螺旋机21的后段、尾部闸门212及螺旋轴216共同沿主排螺旋机21的轴线方向运动，使螺旋轴216伸入接渣斗12内的设定位置。

当TBM处于泥水式施工模式时，关闭环流系统3，启动集渣装置1的密封闸门11向前伸出至设定位置使接渣斗12底部的开口处于关闭状态，同时开启主排螺旋机21及渣土运输系统23，启动伸缩驱动机构211回缩，并将主排螺旋机21的后段、尾部闸门212及螺旋轴216共同沿主排螺旋机21的轴线向前移动设定距离，使主排螺旋机21的螺旋轴216前端伸入接渣斗12内设定位置，开启尾部闸门212。这样一来，随着主排螺旋机21不断旋转，进入接渣斗12内的渣石依次经主排螺旋机21的螺旋轴216、主排螺旋机21的尾部闸门212、渣土运输系统23等被运输至隧道外。

在一些实施例中，除了排浆管31和进浆管32外，环流系统3还包括管路延伸装置和泵及管路组件。具体地，排浆管31设置在主机4的盾体42下部，排浆管31的前端与开挖仓40的底部连通、后端依次连通有泵及管路组件和管路延伸装置；进浆管32的前端与开挖仓40上部连通、后端依次连通有泵及管路组件和管路延伸装置。

在一些实施例中，主机4还包括刀盘41、主驱动43、拼装机44和推进系统45，刀盘41通过法兰与主驱动43栓接固连，刀盘41的背部设有刮渣板411，刀盘41的中心区域安装有中心刀具412，盾体42的前隔板421、密封隔板422及刀盘41组成密闭的开挖仓40，主驱动43与盾体42同轴的安装在盾体42中心区域，拼装机44固连在H架423的后端，推进系统45沿盾体42的周向均布并固连在盾体42的主壳体内侧。

综上，参考图8-图12，本申请实施例提供的TBM，在进行超/大直径断面的山岭隧道开挖时，具体包括如下施工模式：

第一种施工模式为环流排渣施工模式：

请一并参阅图8，上述环流排渣施工模式也称泥水平衡盾构模式。在此施工模式下，螺旋排渣系统2处于关闭状态，主排螺旋机21的螺旋轴216处于初始回缩位置，其尾部闸门212关闭，集渣装置1的密封闸门11向后伸至初始位置使接渣斗12底部开口处于开启状态，此状态下接渣斗12内不收集渣土；整个环流系统3开启，刀盘41开挖下的渣土在开挖仓40内与进浆管32补给的浆液，经刀盘41搅动混合成渣浆，再依次经由排浆管31、泵及管路组件和管路延伸装置等排出隧道外；同时通过监测系统、保压调节系统等实施监控开挖仓40内压力变化，确保掌子面稳定。

第二种施工模式为螺旋排渣施工模式：螺旋排渣施工模式主要分为泥水式施工模式和土压平衡盾构施工模式。

请一并参阅图9，当TBM处于泥水式施工模式时，关闭环流系统3，启动集渣装置1的密封闸门11并使其向前回缩至设定位置使接渣斗12底部开口处于关闭状态，同时开启主排螺旋机21及渣土运输系统23，启动伸缩驱动机构211并使其回缩，并将主排螺旋机21的后段、尾部闸门212及螺旋轴216共同沿其轴线向前移动设定距离，使主排螺旋机21的螺旋轴216前端伸入接渣斗12内设定位置，开启尾部闸门212，为快速响应复杂多变地质工况，此时辅排螺旋机22仍处于关闭状态。刀盘41开挖下来进入开挖仓40内的渣石，在刀盘41背部刮渣板411的带动下落入集渣装置1内，接渣斗12开始收集渣石，随着主排螺旋机21不断旋转，接渣斗12中的渣石依次经主排螺旋机21的尾部闸门212、渣土运输系统23等被运输至隧道外。

请一并参阅图10，当TBM处于土压平衡盾构施工模式时，环流系统3关闭，主排螺旋机21的螺旋轴216处于初始回缩位置，其尾部闸门212关闭，集渣装置1的密封闸门11向后伸出至初始位置使接渣斗12底部开口处于开启状态，接渣斗12内不收集渣土；随后启动辅排螺旋机22、渣土运输系统23、泡沫等添加剂注入系统等，开挖下的渣土在开挖仓40内与添加剂注入系统补给的泡沫、膨润土等添加剂进行混合成流塑状渣土，伴随着辅排螺旋机22不断工作，渣土依次经辅排螺旋机22、渣土运输系统23等被运输至隧道外。

第三种施工模式为泄压排水施工模式：

请一并参阅图11，泄压排水施工模式是指当TBM采用泥水式模式施工时，掌子面突发高压涌水、围岩稳定性良好且不利于泥水或土压模式施工等情况，此时TBM被迫停机，并快速开启环流系统3的排浆管31、关闭尾部闸门212等，随后主排螺旋机21的螺旋轴216回缩至初始位置，同时集渣装置1的密封闸门11向后伸出至初始位置使接渣斗12底部开口处于开启状态，此时进浆管32及其泵及管路组件、辅排螺旋机22处于关闭状态，利用环流系统3的排浆管31、泵及管路组件等将开挖仓40内高压涌水排送至隧道外。

第四种施工模式为辅助换刀模式：

请一并参阅图7和图12，此模式是借助集渣装置1作为换刀平台进行辅助换刀作业。当需要对TBM刀盘41刀具进行检修更换时，选定围岩稳定性较好的施工段，待TBM掘进到选定位置后刀盘41停机，主排螺旋机21的螺旋轴216回缩至初始位置，保持环流系统3、螺旋排渣系统2等关闭，密封闸门11处于关闭状态作为辅助换刀平台；操作人员进入开挖仓40中的集渣装置1内，随后启动换刀辅助系统等对刀盘41刀具进行检修更换。

此外，当需要对刀盘41中心刀具412进行检修更换时，操作人员将拆除接渣斗12上的螺栓组126及卡板125，将翻转板122向后翻折至设定位置并固定，留出换刀作业空间，便于中心刀具412拆装。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的TBM进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种TBM，其特征在于，包括集渣装置、螺旋排渣系统、环流系统和主机，所述主机包括开挖仓和盾体；

所述集渣装置设于所述开挖仓内，所述集渣装置包括接渣斗和可伸缩的密封闸门，所述密封闸门设于所述盾体并用于密封所述接渣斗底部的开口；

所述螺旋排渣系统包括主排螺旋机、辅排螺旋机和渣土运输系统，所述主排螺旋机与所述接渣斗连通，所述辅排螺旋机连接所述盾体并与所述开挖仓连通，所述渣土运输系统用于输出所述主排螺旋机或所述辅排螺旋机输送来的渣土；

所述环流系统包括排浆管和进浆管，所述排浆管与所述进浆管均与所述开挖仓连通；以实现：

当所述TBM处于环流排渣施工状态时，所述螺旋排渣系统关闭，所述密封闸门打开所述开口，所述环流系统开启，所述开挖仓内的渣土与所述进浆管补给的浆液混合后经所述排浆管排出至隧道外；

当所述TBM处于泥水式施工状态时，所述环流系统关闭，所述密封闸门关闭所述开口，所述主排螺旋机开启，所述辅排螺旋机关闭，所述接渣斗收集的渣石经所述主排螺旋机与所述渣土运输系统输出至隧道外；

当所述TBM处于土压平衡盾构施工状态时，所述环流系统关闭，所述主排螺旋机关闭，所述密封闸门打开所述开口，所述辅排螺旋机开启，所述开挖仓内的渣土与添加剂混合后形成流塑状渣土，并经所述辅排螺旋机与所述渣土运输系统输出至隧道外；

当所述TBM处于泄压排水施工状态时，所述螺旋排渣系统关闭，所述进浆管关闭，所述密封闸门打开所述开口，所述排浆管开启，所述开挖仓内的涌水经所述排浆管输出至隧道外。

2.如权利要求1所述的TBM，其特征在于，所述盾体包括密封隔板，所述密封闸门包括：

闸门轨道，设于所述密封隔板上，并伸至所述开挖仓内；

密封闸板，可滑动地连接所述闸门轨道，用于与所述闸门轨道相对滑动，以打开或关闭所述开口；

伸缩驱动组件，连接所述密封闸板，用于驱动所述密封闸板运动。

3.如权利要求1所述的TBM，其特征在于，所述接渣斗包括：

两个侧板；

两个翻转板，分别转动连接两个所述侧板，用于沿靠近所述主排螺旋机的一侧翻转后打开所述接渣斗。

4.如权利要求3所述的TBM，其特征在于，所述接渣斗还包括：

卡板，连接两个所述翻转板；

螺栓组，用于将所述卡板栓接于两个所述翻转板。

5.如权利要求3所述的TBM，其特征在于，所述接渣斗还包括限位板，所述限位板设于两个所述翻转板的底部，所述限位板用于阻挡两个所述翻转板沿背离所述主排螺旋机的一侧翻转。

6.如权利要求1所述的TBM，其特征在于，所述主排螺旋机包括螺旋轴，所述螺旋轴可伸缩地设于所述接渣斗内，且所述螺旋轴用于绕其轴线转动，以输送所述接渣斗内的渣土。

7.如权利要求6所述的TBM，其特征在于，所述主排螺旋机的出渣口设有尾部闸门，所述尾部闸门用于密封所述主排螺旋机的出渣口，所述主排螺旋机还设有伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构用于驱动所述主排螺旋机的后段、所述尾部闸门及所述螺旋轴共同沿所述主排螺旋机的轴线方向运动，使所述螺旋轴伸入所述接渣斗内的设定位置。

8.如权利要求2所述的TBM，其特征在于，所述盾体还包括H架，所述主排螺旋机的前端通过固定套筒固连于所述密封隔板上，所述主排螺旋机的中部通过拉杆组件与所述H架连接。

9.如权利要求8所述的TBM，其特征在于，所述主机还包括刀盘、主驱动、拼装机和推进系统，所述刀盘通过法兰与所述主驱动栓接固连，所述刀盘的背部设有刮渣板，所述刀盘的中心区域安装有中心刀具，所述盾体的前隔板、所述密封隔板及所述刀盘组成密闭的所述开挖仓，所述拼装机固连在所述H架的后端，所述推进系统沿所述盾体的周向均布并固连在所述盾体的主壳体内侧。

10.如权利要求1所述的TBM，其特征在于，所述排浆管的前端与所述进浆管的前端分别与所述开挖仓的底部和顶部连通，所述排浆管的后端与所述进浆管的后端均依次连通有泵及管路组件和管路延伸装置。

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