兼备管片拼装与壁后注浆功能的TBM掘进装置及试验方法与流程

技术特征：
1.一种兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，包括盾体、进给控制系统和转动控制系统；所述盾体包括刀盘和护盾，刀盘位于护盾前方，护盾外侧套设有衬砌管片；所述护盾内部左右两侧沿轴向安装有注浆主管及注浆支管，所述注浆主管及注浆支管对接到护盾上的注浆孔上；所述衬砌管片上开设有盲孔，盲孔与所述注浆孔对应，用于在掘进到指定位置后进行壁后注浆；所述进给控制系统用于为隧道开挖提供顶推力；所述转动控制系统用于控制刀盘转动进行tbm掘进。2.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述护盾后侧设有环形挡板，用于在掘进过程中将衬砌管片带入隧道。3.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述盾体连接在装填试验相似材料的模型试验架上。4.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述护盾为圆环形中空结构，其半径为刀盘半径减去衬砌管片厚度。5.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述注浆孔沿护盾左右两侧轴向等间距开设，间距大小为管片宽度。6.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述注浆支管等间距设置。7.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述刀盘为圆形，刀盘端面中央过圆心沿径向等间距布置滚刀，在过圆心且垂直滚刀布置方向，圆心两侧各开有一个出渣口。8.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述进给控制系统包括进给导轨、进给电机、滑块、连接板和顶推杆，进给导轨前端分别与固定支架连接，滑块安装在所述进给导轨上，两侧滑块通过连接板相连，所述进给电机固定在左侧的滑块上，可带动所述的滑块沿所述的进给导轨前后移动，进而通过顶推杆带动盾体移动，从而为隧道开挖提供顶推力。9.如权利要求1所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置，其特征在于，所述转动控制系统包括刀盘驱动电机和刀盘转动传导轴，所述盘驱动电机用于驱动刀盘转动传导轴转动，进而带动刀盘转动。10.一种如权利要求1-9中任一项所述的兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置的试验方法，其特征在于，包括步骤：将所述兼备管片拼装与壁后注浆功能的tbm掘进装置固定在装填试验相似材料的模型试验架上；将衬砌管片套在护盾外侧，且管片上的盲孔与护盾上的注浆孔一一对应；根据试验所需的刀盘转速和进给速度，设置相应刀盘驱动电机和进给电机参数，启动电机，进行开挖，开挖过程中同时将衬砌管片带入隧道；将模型开挖贯通之后，利用注浆主管连接的外部注浆装置进行壁后注浆；注浆完毕后，将刀盘拆卸，启动进给电机，带动护盾使其退出已开挖隧道。

技术总结
本发明属于隧道开挖模型试验领域，提供了一种兼备管片拼装与壁后注浆功能的TBM掘进装置及试验方法。其中，该装置包括盾体、进给控制系统和转动控制系统；所述盾体包括刀盘和护盾，刀盘位于护盾前方，护盾外侧套设有衬砌管片；所述护盾内部左右两侧沿轴向安装有注浆主管及注浆支管，所述注浆主管及注浆支管对接到护盾上的注浆孔上；所述衬砌管片上开设有盲孔，盲孔与所述注浆孔对应，用于在掘进到指定位置后进行壁后注浆；所述进给控制系统用于为隧道开挖提供顶推力；所述转动控制系统用于控制刀盘转动进行TBM掘进。制刀盘转动进行TBM掘进。制刀盘转动进行TBM掘进。


技术研发人员：周宗青 张道生 王华伟 耿阳 杨为民 刘四进 宋曙光 刘洪亮 高上 孙毅
受保护的技术使用者：中铁十四局集团有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/29