具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种敞开式TBM施工方法，如图1所示，本实施例主要涉及包括钢拱架的拼装和管片的拼装。

在需要拼装钢拱架时，将钢拱架8固定在位于护盾16内的回转环3上，控制驱动装置4带动回转环3旋转，在回转环3上依次固定与上个钢拱架8相连的钢拱架8并拼装成整环，控制径向撑紧机构6将整环的钢拱架8从回转环3上取下，控制径向撑紧机构6移动至护盾16后方，控制径向撑紧机构6将整环的钢拱架8顶紧至洞壁完成一榀钢拱架的支护。

在需要拼装管片时，在回转环3上安装管片拼装装置13，控制管片拼装装置13抓取管片5，控制驱动装置4带动回转环3旋转至指定环向位置，将随回转环3同步旋转的管片5与已安装的管片5固定连接，重复以上动作使整环中其余管片5依次与已安装的管片5固定连接。采用该方法，可以在保证传统TBM拼装钢拱架功能的同时，增加管片安装功能，实现了拼装模式的自由转换；保证TBM设备及人员的安全、提升了不良地质条件下的施工效率，提升了工效。

实施例2，一种敞开式TBM施工方法的支护系统，如图1-图3所示，包括轴向滑动设置在主梁1上的支撑环2和径向撑紧机构6，支撑环2和径向撑紧机构6均能沿着主梁1进行滑动，进而变换位置，满足不同工序、不同工位的操作需求。所述径向撑紧机构6连接有工作平台7，工作平台7包括用于钢拱架连接和管片连接的弧形支撑台，弧形支撑台为钢拱架连接打紧螺栓及钢拱架之间打紧螺栓等作业提供场地，径向撑紧机构6通过工作平台7滑动设置在主梁1上。

具体地，所述支撑环2通过第一轴向伸缩单元9滑动设置在主梁1上，径向撑紧机构6通过第二轴向伸缩单元10滑动设置在主梁1上。所述第一轴向伸缩单元9和第二轴向伸缩单元10为液压缸机构或齿轮齿条机构或带传动机构或气压缸机构或直线电机机构或电动推杆机构，能够驱动支撑环2和径向撑紧机构6轴向滑动即可。通过控制第一轴向伸缩单元9和第二轴向伸缩单元10，可以便捷地驱动支撑环2和径向撑紧机构6沿主梁1移动位置。所述主梁1上设置有轴向的行走轨道11，所述支撑环2和径向撑紧机构6通过行走轨道11滑动设置在主梁1，行走轨道11不仅提供拼装管片5或钢拱架8时的支反力，而且提升了支撑环2和径向撑紧机构6位置移动的稳定性。

进一步地，所述第一轴向伸缩单元9和第二轴向伸缩单元10均成对设置，每对第一轴向伸缩单元9和每对第二轴向伸缩单元10均分别设置在主梁1的两侧，既能保证推拉受力的均匀性，使动作更加稳定、流畅，又能充分利用主梁1两侧的空间，使整个机构紧凑、节约空间。

进一步地，所述行走轨道11设置有四个，主梁1的左右两侧各设置有两个行走轨道11，主梁1两侧的行走轨道11相互对称，同一侧的两个行走轨道11上下对称，使其受力更加均匀、动作更加顺畅。

所述径向撑紧机构6位于支撑环2的后方，径向撑紧机构6通过径向伸缩，可将支撑环2上预装的钢拱架8取下。所述支撑环2通过驱动装置4回转连接有回转环3，在驱动装置4的作用下，回转环3可围绕支撑环2周向旋转，回转环3连接有钢拱架托架15。回转环3旋转时可在钢拱架托架15上将钢拱架8预装成环，便于径向撑紧机构6将其取下，径向撑紧机构6带动成环的钢拱架8沿主梁1滑动至安装工位。

所述驱动装置4包括通过驱动支座设置在支撑环2上的液压马达或电机，液压马达或电机连接有小齿轮，所述回转环3上设置有与小齿轮啮合的齿圈，回转环3上设置有与支撑环2配合的环形轨道。

所述钢拱架托架15可拆卸连接有管片拼装装置13，管片拼装装置13可以带着抓取的管片5随着回转环13同步旋转，管片拼装装置13可以带着抓取的管片5随支撑环2沿主梁1滑动。径向撑紧机构6和支撑环2的前极限位置均位于护盾16内、后极限位置均位于护盾16后方，既能使管片5的抓取、钢拱架8的预装都能在护盾16内进行，同时又能使管片5的拼装、钢拱架8的拼装都能在任意位置进行。

具体地，所述回转环3连接有连接板14，管片拼装装置13包括与连接板14相连的提升油缸17，提升油缸17用于管片在隧道内径向的移动，提升油缸17连接有连接梁12，连接梁12连接有管片抓举总成18，抓举总成18用于实现管片5的抓举及管片5姿态的微调。

进一步地，所述连接板14对称设置有两个，每个连接板14均连接有提升油缸17，所述连接梁12设置在两个提升油缸17之间，既充分利用了回转环3内侧的空间，又提升了结构可靠性和稳定性。

实施例3，一种敞开式TBM施工方法的支护系统的支护方法，包括钢拱架拼装模式、管片拼装模式、钢拱架拼装模式与管片拼装模式的切换，钢拱架拼装模式与管片拼装模式的切换包括钢拱架拼装模式切换到管片拼装模式及管片拼装模式切换到钢拱架拼装模式；

所述钢拱架拼装模式包括以下步骤：

①将首件钢拱架8固定在位于护盾16内的回转环3上；

②控制驱动装置4带动回转环3旋转；

③在回转环3上依次固定与上个钢拱架8相连的钢拱架8，并拼装成整环；

④控制径向撑紧机构6将整环的钢拱架8从回转环3上取下；

⑤控制第二轴向伸缩单元10将径向撑紧机构6移动至护盾16后方，控制径向撑紧机构6将整环的钢拱架8顶紧至洞壁完成一榀钢拱架的支护；

所述管片拼装模式包括以下步骤：

⑥待管片5输送至拼装区域后，控制管片拼装装置13抓取管片5；

⑦控制驱动装置4带动回转环3旋转至指定环向位置，将随回转环3同步旋转的管片5与已安装的管片5固定连接；

⑧重复以上动作使整环中其余管片5依次与已安装的管片5固定连接；

钢拱架拼装模式切换到管片拼装模式的方式如下：

在回转环3的连接板14上安装管片拼装装置13；连接液压管路及接头、连接电器快速接头、操作系统切换至管片拼装模式；

管片拼装模式切换到钢拱架拼装模式时，操作系统切换至钢拱架拼装模式，断开电气及液压管路，将管片拼装装置13从连接板14上拆下。

本实施例的机械结构与实施例2相同。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。