尹威华，张 啸，张喜冬，席 杰

（中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450016）

支撑及推进系统是敞开式TBM 的主要机构之一，为TBM 掘进提供推力，同时承受TBM 掘进的反力及反扭矩。支撑及推进系统由主梁、鞍架、推进油缸、撑靴油缸、扭矩油缸、撑靴、十字铰接装置、撑靴回正装置、撑靴油缸稳定装置等结构组成。

国内对敞开式TBM 支撑及推进系统进行了较多研究，但主要集中在运动分析和控制系统等研究，如：文献[1]提出推进油缸分组姿态自适应的控制方法；文献[2]通过分析支撑及推进系统机构的拓扑结构和运动规律，建立敞开式TBM 调向运动方程。本文分析换步过程支撑及推进系统的几何关系，建立撑靴油缸稳定装置力学模型，对稳定装置弹簧进行设计校核。

1 敞开式TBM撑靴油缸稳定装置结构及功能

敞开式TBM 一般分为两个工作模式：掘进和换步。TBM 掘进时，推进油缸伸出，带动刀盘、驱动、主梁等向前移动，同时撑靴撑紧洞壁，保持相对固定，为TBM 掘进提供推进反力和反扭矩。主梁式TBM 可以在掘进中进行调向，水平调向时，通过撑靴油缸作用，带动鞍架及主梁向左或向右摆动，进而实现TBM 向右或向左的调向。TBM 换步时，后支撑伸出，和护盾共同支撑主机的重量，撑靴油缸收回，通过推进油缸回收，带动撑靴及鞍架向前移动。

TBM 换步时，由于推进油缸回收的差动或者摩擦阻力的不均衡，可能会引起撑靴油缸绕十字销轴转动，进而导致左右撑靴的偏转，撑靴偏转严重时，难以匹配已安装好的钢拱架，给施工带来不便。……