一种软土城市隧道施工装置及其工艺的制作方法

1.本发明属于隧道施工技术领域，特指一种软土城市隧道施工装置及其工艺。


背景技术：

2.随着城市化进程的加快，城市地下空间的进一步利用，对环境保护和施工质量要求相对较高的城市隧道的需求越来越大，为了满足这一需求，我国开始大规模地引进、应用国际先进的掘进机施工技术和设备。同时，国内许多企业开展了掘进机设备的研制和相关技术的开发，自行设计和开发了适用的掘进机和相关的施工技术，制造了多种形式的掘进机，但目前的掘进机仅能适用于周围环境要求不高和地质条件单一的地区，不适合地质条件复杂的地区。
3.现有的施工装置，在城市软土层掘进过程中，如遇到硬岩层与软土层交叉的复合地层时，刀盘承受巨大的切削扭矩变化，极易造成刀盘卡死，进而导致电机卡死而损伤电机和刀盘状况。因此在实际挖掘工程中，由于盾构机刀盘电机烧毁的情况非常频繁，导致挖掘成本高居不下、挖掘效率也较为低下，因此需要进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种软土城市隧道施工装置及其工艺，可以在传统软土层的掘进过程中对复合地层也进行有效掘进，具有良好的过载保护和破岩功能。
5.本发明的目的是这样实现的：一种软土城市隧道施工装置，包括刀盘、盾壳、螺旋输送机和控制系统，刀盘设置于盾壳的前端，盾壳内还设有用于驱动刀盘旋转的驱动装置，盾壳内设有位于刀盘后侧的土仓，螺旋输送机设置于盾壳内并用于输送土仓内的渣土，盾壳上还设有多个推进其运动的推进油缸，控制系统用于控制驱动装置、推进油缸和螺旋输送机的运行状态，其特征在于：还包括：
6.固定架，安装于盾壳内部；
7.主轴，主轴可旋转的安装于固定架上，且主轴与刀盘固定连接；
8.驱动装置，安装于固定架上并用于驱动主轴的旋转；
9.高压水破岩结构，安装于刀盘上用于利用高压水进行破岩；
10.其中，所述盾壳内设有固定架，固定架上设有安装轴孔，刀盘包括主轴，主轴设置于安装轴孔内，驱动装置包括依次连接的电机、减速机和传动轴，驱动装置为多组且呈环向设置于主轴周侧，传动轴上还设有主动齿轮，主轴上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，减速机与传动轴之间还设有过载保护结构。
11.本发明进一步设置为：所述高压水破岩结构包括设置于主轴中心设有通水孔，刀盘上设有若干喷射口，喷射口与通水孔的一端之间通过水管相连接，通水孔的另一端连接有高压泵和控制阀。
12.本发明进一步设置为：所述过载保护结构包括传动杆和离合套，离合套的两端分别为封闭端和开口端，传动杆的一端与减速机的输出轴相连接，传动杆的另一端伸入于开
口端内，传动轴的一端设有导套，离合套的封闭端安装于导套内，封闭端与导套之间形成调压腔，调压腔内设有缓冲弹簧，离合套的外壁上还设有用于与导套周向旋转限位的键齿，离合套的开口端上设有呈波浪状凹凸起伏的第一端面凸轮，传动上设有与端面凸轮适配的第二端面凸轮，传动杆上位于离合套内的端部还设有限位块，离合套的开口端内还设有套于传动杆上的堵套，且传动杆上还套设有置于堵套与限位块之间的预紧弹簧。
13.本发明进一步设置为：所述过载保护结构包括设置于固定架上且用于对导套起到限位固定作用的限位壳，限位壳内设有与导套轴向抵触的第一轴向轴承、与导套径向抵触的第一径向轴承，限位壳内还设有导油腔，限位壳上还设有与导油腔连通的第一注油孔，导套上设有与调压腔连通的第二注油孔，导套上还设有分别与导油腔连通的回油孔和排油孔，且回油孔内还设有供液压油由导油腔进入调压腔的进油单向阀，排油孔内还设有供液压油由调压腔进入导油腔的排油单向阀，导油腔内还设有气囊。
14.本发明进一步设置为：所述固定架上还设有用于对传动杆起到固定限位作用的后支架、用于对传动轴起到固定限位作用的前支架，后支架内设有第二轴向轴承和第二径向轴承，前支架上设有与传动轴适配的后轴承。
15.本发明进一步设置为：所述固定架还设有缓冲调节缸，主轴轴向穿过缓冲调节缸，且主轴上设有置于缓冲调节缸内的活塞，活塞将缓冲调节缸分隔成前调节腔和后缓冲腔，缓冲调节缸上还设有与后缓冲腔轴向连通的若干安装孔，安装孔以主轴为中心呈环向等距设置，安装孔内设有稳压装置和缓冲杆，缓冲杆的一端与稳压装置抵触，缓冲杆的另一端位于后缓冲腔内，缓冲调节缸内还设有用于后缓冲腔进出油的第一油道和用于前调节腔进出油的第二油道，缓冲杆内设有依次连通的第一流道、第二流道和第三流道，第一流道用于与后缓冲腔导通，第三流道用于与第一油道导通。
16.本发明进一步设置为：所述安装孔包括用于安装稳压装置的扩孔段，稳压装置包括稳压油缸、稳压套和稳压杆，稳压油缸上设有与安装孔连通的稳压孔，稳压套安装于稳压孔内，且稳压套的两端上分别设有位于扩孔段内的限位环和位于稳压油缸内的活塞环，活塞环将稳压油缸分隔成稳压腔和气腔，气腔上设有排气孔，稳压杆安装于稳压套内且相对稳压套轴向滑动连接，稳压杆上还套设有置于扩孔段孔底和稳压套之间的稳压弹簧。
17.本发明进一步设置为：所述控制系统还包括液压控油单元，液压控油单元包括供油管路和回油管路，液压控油单元包括y型三位四通阀、o型三位四通阀和三位三通阀，0型三位四通阀用于控制推进油缸的进油和出油，y型三位四通阀用于控制缓冲调节缸的进油和回油，三位三通阀用于控制稳压油缸的进油和出油；
18.o型三位四通阀包括第一工作油口a、第一工作油口b、第一进油口p和第一回油口t，第一工作油口a与推进油缸的无杆腔之间通过设有第一油路连通，第一工作油口b与推进油缸的有杆腔之间通过设有第二油路连通，且第一油路和第二油路之间设有滑阀，滑阀的出油口与后缓冲腔的第一油道之间通过设有第一单向阀连通；
19.y型三位四通阀包括第二工作油口a、第二工作油口b、第二进油口p和第二回油口t，第一工作油口a与第二流道之间通过设有第三油路连通，第二工作油口b与第一流道之间通过设有第四油路连通；
20.三位三通阀包括第三工作油口a、第三进油口p和第三回油口t，第三工作油口a与稳压腔之间通过设有第五油路连通。
21.一种软土城市隧道施工装置的工艺，所述控制系统还包括用于检测传动轴转速的第一转速传感器和用于检测传动杆转速的第二转速传感器；控制系统还包括第一计时模块和报警模块。
22.施工工艺包括以下步骤：
23.始发阶段：预先向调压腔和导油腔内进行注油，且使其压力平衡；三位三通阀切换至左位并向稳压油缸输入定量的液压油，输入完成后，三位三通阀切换至中位；y型三位四通阀切换至右位向后缓冲腔进行输入定量的液压油，输入完成后y型三位四通阀切换至中位；然后电机启动；
24.o型三位四通阀切换至左位，开启向推进油缸的无杆腔开始进行供油，通过推进油缸驱动盾壳整体前移，待刀盘与软土层抵触开始掘进时，始发阶段结束，进入掘进阶段；
25.掘进阶段：
26.l1、控制系统判断第一转速传感器检测到的转速是否低于第二转速传感器的检测到的转速，若否，则进入步骤l2；若是，则进入步骤l4；
27.l2、判断推进油缸是否达到最大前进行程，若是，则进入步骤l9，若否，则进入步骤l3；
28.l3、滑阀处于开启状态，高压泵处于关闭状态，并返回步骤l1；
29.l4、o型三位四通阀处于中位，推进油缸处于停止状态，滑阀处于关闭状态；同时第一计时模块启动计时，t1时间后，判断第一转速传感器检测到的转速是否低于第二转速传感器的检测到的转速，若是，则进入步骤l5，若否，则返回步骤l1；
30.l5、启动高压泵，高压泵开启t2时间后，继续判断第一转速传感器的转速是否低于第二转速传感器的检测到的转速大小，若是，则进入步骤l6；若否，则返回步骤l3；
31.l6、电机反转，在t3时间后，判断第一速度传感器测得的转速是否低于第二转速传感器，若否，则进入步骤l7，若是，则进入步骤l8；
32.l7、电机恢复正转，并返回步骤l1；
33.l8、报警模块报警；
34.l9、一次掘进完成；管片拼装机进行拼装管片，待完成管片拼装后，重新返回步骤l1。
35.所述控制系统还包括第二计时模块和计数模块；
36.本发明进一步设置为：其中步骤l1中，若第一转速传感器检测到的转速低于第二转速传感器的检测到的转速，则第二计时模块开始计时，计算s时间内，第一转速传感器低于第二转速传感器的时长是否超过预设值s1，若是，则进入步骤l4，若否，则第二计时模块清零，并进入步骤l2；
37.其中步骤l6中，在一次掘进过程中，判断电机反转的次数是否高于预设次数，若是，则报警模块产生相应的报警信号；若否，则正常运行。
38.通过采用上述技术方案具有以下优点；通过过载保护结构的设置，可以对电机起到有效的过载保护作用，避免电机损坏；
39.通过高压水破岩结构的设置，可以在遇到复合地层时，通过高压水进行破岩，解决刀盘卡转的问题；
40.通过缓冲调节缸和稳压装置的设置，可以在刀盘切削掘进过程中起到多重缓冲作
用，对刀盘起到更好的保护作用；
41.且通过控制系统实现自动化控制，能够在掘进时起到缓冲、防卡转等多重功能。
附图说明
42.图1是本发明的整体结构示意图；
43.图2是本发明图1中a部放大结构示意图；
44.图3是本发明中过载保护结构的结构示意图；
45.图4是本发明中缓冲调节缸的结构示意图；
46.图5是本发明图4中b部放大结构示意图；
47.图6是本发明中液压控油单元的结构示意图；
48.图7是本发明的控制逻辑框图；
49.图中附图标记为：1、刀盘；2、盾壳；3、螺旋输送机；4、土仓；5、推进油缸；6、固定架；7、主轴；8、电机；9、减速机；10、传动轴；11、主动齿轮；12、从动齿轮；13、过载保护结构；14、通水孔；15、喷射口；16、传动杆；17、离合套；18、导套；19、调压腔；20、缓冲弹簧；21、第一端面凸轮；22、第二端面凸轮；23、限位块；24、堵套；25、预紧弹簧；26、限位壳；27、第一轴向轴承；28、第一径向轴承；29、导油腔；30、进油单向阀；31、排油单向阀；32、气囊；33、后支架；34、前支架；35、缓冲调节缸；36、活塞；37、前调节腔；38、后缓冲腔；39、稳压装置；40、缓冲杆；41、第一油道；42、第一流道；43、第二流道；44、第三流道；45、稳压油缸；46、稳压套；47、稳压杆；48、稳压腔；49、气腔；50、稳压弹簧；51、供油管路；52、回油管路；53、y型三位四通阀；54、o型三位四通阀；55、三位三通阀；56、第一油路；57、第二油路；58、滑阀；59、第三油路；60、第四油路；61、第五油路。
具体实施方式
50.下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1
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7：
51.一种软土城市隧道施工装置，包括刀盘1、盾壳2、螺旋输送机3和控制系统，刀盘1设置于盾壳2的前端，盾壳2内还设有用于驱动刀盘1旋转的驱动装置，盾壳2内设有位于刀盘1后侧的土仓4，螺旋输送机3设置于盾壳2内并用于输送土仓4内的渣土，盾壳2上还设有多个推进其运动的推进油缸5，控制系统用于控制驱动装置、推进油缸5和螺旋输送机3的运行状态，其特征在于：还包括：
52.固定架6，安装于盾壳2内部；
53.主轴7，主轴7可旋转的安装于固定架6上，且主轴7与刀盘1固定连接；
54.驱动装置，安装于固定架6上并用于驱动主轴7的旋转；
55.高压水破岩结构，安装于刀盘1上用于利用高压水进行破岩；
56.其中，所述盾壳2内设有固定架6，固定架6上设有安装轴孔，刀盘1包括主轴7，主轴7设置于安装轴孔内，驱动装置包括依次连接的电机8、减速机9和传动轴10，驱动装置为多组且呈环向设置于主轴7周侧，传动轴10上还设有主动齿轮11，主轴7上设有与主动齿轮11啮合的从动齿轮12，减速机9与传动轴10之间还设有过载保护结构13。
57.本设计刀盘1通过多组电机8驱动，电机8可以选用伺服电机8或变频电机8，可以提高负载，便于控制，并通过齿轮传动带动刀盘1顺利的进行隧道挖掘，避免只有一个动力装
置出现故障时，无法正常进行挖掘的情况发生；过载保护结构13可以对减速机9与传动轴之间进行分离或啮合控制，避免刀盘1负载过大或卡转时对电机8造成损坏，高压水破岩结构用于对遇到的岩层进行高压水破岩，解决刀盘1卡转现象。
58.所述高压水破岩结构包括设置于主轴7中心设有通水孔14，刀盘1上设有若干喷射口15，喷射口15与通水孔14的一端之间通过水管相连接，通水孔14的另一端连接有高压泵和控制阀。
59.本设计中驱动装置与刀盘1主轴7之间通过齿轮传动，并不是同轴设置，因此主轴7中心可以为中空结构，形成通水孔14；水管与通水孔14之间及高压泵与通水孔14之间可以通过活动接头连接，避免主轴7带动水管旋转造成缠绕现象；当刀盘1旋转切割受阻时，高压泵向喷射口15供高压水，通过高压水进行进行高压切割破碎，同时能够对刀盘1实现水冷，控制阀可以连接在高压泵与通水孔14之间，控制水流量大小。
60.所述过载保护结构13包括传动杆16和离合套17，离合套17的两端分别为封闭端和开口端，传动杆16的一端与减速机9的输出轴相连接，传动杆16的另一端伸入于开口端内，传动轴的一端设有导套18，离合套17的封闭端安装于导套18内，封闭端与导套18之间形成调压腔19，调压腔19内设有缓冲弹簧20，离合套17的外壁上还设有用于与导套18周向旋转限位的键齿，离合套17的开口端上设有呈波浪状凹凸起伏的第一端面凸轮21，传动上设有与端面凸轮适配的第二端面凸轮22，传动杆16上位于离合套17内的端部还设有限位块23，离合套17的开口端内还设有套于传动杆16上的堵套24，且传动杆16上还套设有置于堵套24与限位块23之间的预紧弹簧25。
61.导套18与传动轴之间为一体结构，在预紧弹簧25的弹性力作用下，第一端面凸轮21和第二端面凸轮22轴向相互抵触啮合，再通过缓冲弹簧20进一步的提高轴向作用力；其过载保护的原理为：当预紧弹簧25和缓冲弹簧20的双轴向作用力下，传动杆16可以带动离合套17正常旋转，且离合套17通过外壁上的键齿带动导套18正常旋转，但当刀盘1旋转受阻时，即传动轴会转动受阻，但传动杆16还是被电机8驱动而处于旋转状态，此时第一端面凸轮21和第二端面凸轮22之间相对滑动旋转，预紧弹簧25和缓冲弹簧20被压缩，键齿产生轴向滑动；即通过上述结构设置，当刀盘1旋转阻力较小时，电机8可以通过过载保护结构13正常带动刀盘1旋转，当刀盘1旋转阻力增大时，过载保护结构13滑动分离，可以保证电机8处于正常旋转状态，避免电机8受损，且上述结构简单，可以实现自动离合控制。
62.所述过载保护结构13包括设置于固定架6上且用于对导套18起到限位固定作用的限位壳26，限位壳26内设有与导套18轴向抵触的第一轴向轴承27、与导套18径向抵触的第一径向轴承28，限位壳26内还设有导油腔29，限位壳26上还设有与导油腔29连通的第一注油孔，导套18上设有与调压腔19连通的第二注油孔，导套18上还设有分别与导油腔29连通的回油孔和排油孔，且回油孔内还设有供液压油由导油腔29进入调压腔19的进油单向阀30，排油孔内还设有供液压油由调压腔19进入导油腔29的排油单向阀31，导油腔29内还设有气囊32。
63.第一轴向轴承27和第一径向轴承28可以增加导套18与限位壳26之间的安装稳定性和旋转稳定性；通过导油腔29和限位壳26的设置，使得导套18在旋转状态下，也可以使得导油腔29和调压腔19之间进行进油或出油；使用中需要向导油腔29和调压腔19内注入液压油，通过液压油的设置，进一步对过载保护结构13起到缓冲和复位的作用，解决了预紧弹簧
25和缓冲弹簧20在长时间使用下容易产生弹性疲劳及缓冲预紧强度不足的问题；即当第一端面凸轮21和第二端面凸轮22之间相对滑动旋转，且第一端面凸轮21的凸点与第二端面凸轮22的凸点相抵触时，预紧弹簧25和缓冲弹簧20均被压缩，此时调压腔19的空间减小，液压油由调压腔19通过排油单向阀31进入导油腔29，且气囊32被压缩，起到缓冲作用，当第一端面凸轮21的凸点与第二端面凸轮22的凹点向抵触时，预紧弹簧25和缓冲弹簧20通过自身弹性力回复，且导油腔29内的液压油由于压力较高重新由进油单向阀30进入调压腔19，起到回复作用；实际设计中，气囊32可以呈环形结构，气囊32用于调节导油腔29的压力；导油腔29的两侧还需要设置密封圈且离合套17的密封端外周壁上也需要设置密封圈，避免润滑油外溢；其中第一注油孔和第二注油孔在注油完成后，需要处于封堵。
64.所述固定架6上还设有用于对传动杆16起到固定限位作用的后支架33、用于对传动轴起到固定限位作用的前支架34，后支架33内设有第二轴向轴承和第二径向轴承，前支架34上设有与传动轴适配的后轴承。
65.后支架33对传动杆16起到限位固定作用，前支架34对传动轴起到限位固定作用，并通过第二轴向轴承、第二径向轴承和后轴承，保证其转动的稳定性。
66.所述固定架6还设有缓冲调节缸35，主轴7轴向穿过缓冲调节缸35，且主轴7上设有置于缓冲调节缸35内的活塞36，活塞将缓冲调节缸35分隔成前调节腔37和后缓冲腔38，缓冲调节缸35上还设有与后缓冲腔38轴向连通的若干安装孔，安装孔以主轴7为中心呈环向等距设置，安装孔内设有稳压装置39和缓冲杆40，缓冲杆40的一端与稳压装置39抵触，缓冲杆40的另一端位于后缓冲腔38内，缓冲调节缸35内还设有用于后缓冲腔38进出油的第一油道41和用于前调节腔37进出油的第二油道，缓冲杆40内设有依次连通的第一流道42、第二流道43和第三流道44，第一流道42用于与后缓冲腔38导通，第三流道44用于与第一油道41导通，且第一流道42和第三流道44均为径向开设，第二流道43为轴向开设，第三流道44与第一油道41可以同轴贯通。
67.刀盘1在启动与土层接触切割时，会产生较大的阻力和轴向力，因此设置缓冲调节缸35对刀盘1起到轴向缓冲作用；刀盘1轴向推进过程中，活塞具有向后缓冲腔38一侧移动的趋势，当活塞与缓冲杆40未抵触时，且活塞后移时，液压油通过第一流道42、第二流道43、第三流道44和第一油道41缓慢排出，起到初步缓冲作用，当活塞与缓冲杆40轴向抵触时，缓冲杆40被推动，即缓冲杆40向稳压装置39一侧移动，移动过程中，第三流道44和第一油道41开始错位，液压油由第一油道41流出的速度逐渐减小，缓冲强度提高，起到二次缓冲作用，稳压装置39对缓冲杆40起到进一步的稳压缓冲作用。
68.所述安装孔包括用于安装稳压装置39的扩孔段，稳压装置39包括稳压油缸45、稳压套46和稳压杆47，稳压油缸45上设有与安装孔连通的稳压孔，稳压套46安装于稳压孔内，且稳压套46的两端上分别设有位于扩孔段内的限位环和位于稳压油缸45内的活塞环，活塞环将稳压油缸45分隔成稳压腔48和气腔49，气腔49上设有排气孔，稳压杆47安装于稳压套46内且相对稳压套46轴向滑动连接，稳压杆47上还套设有置于扩孔段孔底和稳压套46之间的稳压弹簧50。
69.稳压油缸45安装于扩孔段的孔口处，可以通过螺纹或螺钉等方式进行连接固定，稳压腔48用于通入额定量的液压油，此时，稳压杆47与缓冲杆40轴向抵触，稳压套46通过稳压弹簧50与扩孔段的孔底抵触，稳压杆47与稳压套46达到平衡状态；若后缓冲腔38内部压
力逐渐增大，则缓冲杆40后移，并带动稳压杆47向稳压油缸45内侧移动，而稳压套46向稳压油缸45外侧移动，稳压弹簧50被压缩，通过稳压装置39起到进一步的缓冲作用，若后缓冲腔38的内部压力减小，则稳压套46向稳压油缸45内侧移动，稳压杆47向稳压油缸45外侧移动，对缓冲腔起到增压稳压的作用；其中气腔49直接与外部连通，根据稳压腔48的压力大小自行进气或排气。
70.所述控制系统还包括液压控油单元，液压控油单元包括供油管路51和回油管路52，液压控油单元包括y型三位四通阀53、o型三位四通阀54和三位三通阀55，0型三位四通阀用于控制推进油缸5的进油和出油，y型三位四通阀用于控制缓冲调节缸35的进油和回油，三位三通阀55用于控制稳压油缸45的进油和出油；
71.o型三位四通阀包括第一工作油口a、第一工作油口b、第一进油口p和第一回油口t，第一工作油口a与推进油缸5的无杆腔之间通过设有第一油路56连通，第一工作油口b与推进油缸5的有杆腔之间通过设有第二油路57连通，且第一油路56和第二油路57之间设有滑阀58，滑阀58的出油口与后缓冲腔38的第一油道41之间通过设有第一单向阀连通；o型三位四通阀切换至左位时，向推进油缸5的无杆腔进行供油，推进油缸5的活塞杆外伸，使得推进油缸5带动盾壳2整体前进；o型三位四通阀切换至右位时，向有杆腔进行供油，推进油缸5的活塞杆内缩；切换至中位时，各油口封闭；其中o型三位四通阀切换至左位，且滑阀58开启时，部分液压油经过滑阀58、第一单向阀进入后缓冲腔38内进行补压，提高掘进过程中，刀盘1对土层的压力，可以提高切削效果。
72.y型三位四通阀包括第二工作油口a、第二工作油口b、第二进油口p和第二回油口t，第一工作油口a与第二流道43之间通过设有第三油路59连通，第二工作油口b与第一流道42之间通过设有第四油路60连通；y型三位四通阀切换至左位时，液压油向前调节腔37供油；切换至由右位时，向后缓冲腔38供油；切换至中位时，第二工作油口a和第二工作油口b均与第二回油口t连通，活塞处于浮动状态；其中第四油路上可以设置流量计，用于计算流量。
73.三位三通阀55包括第三工作油口a、第三进油口p和第三回油口t，第三工作油口a与稳压腔48之间通过设有第五油路61连通；当切换至左位时，液压油向稳压腔48供油，当切换至右位时，稳压腔48在外力作用下可以实现排油，切换至中位时，各油口封闭，其中第五油路上也可以设置流量计。
74.一种软土城市隧道施工装置的工艺，所述控制系统还包括用于检测传动轴转速的第一转速传感器和用于检测传动杆16转速的第二转速传感器；控制系统还包括第一计时模块和报警模块。
75.包括以下步骤：
76.始发阶段：预先向调压腔19和导油腔29内进行注油，且使其压力平衡；三位三通阀55切换至左位并向稳压油缸45输入定量的液压油，输入完成后，三位三通阀55切换至中位；y型三位四通阀切换至右位向后缓冲腔38进行输入定量的液压油，输入完成后y型三位四通阀切换至中位；然后电机8启动；
77.o型三位四通阀切换至左位，开启向推进油缸5的无杆腔开始进行供油，通过推进油缸5驱动盾壳2整体前移，待刀盘1与软土层抵触开始掘进时，始发阶段结束，进入掘进阶段；
78.始发阶段中，由于刀盘1刚开始与土层抵触进行切削，会产生较大的轴向冲击力，而此时y型三位四通阀处于中位，主轴7容易向后缓冲腔38一侧移动，此时后缓冲腔38中的部分液压油经过第一流道42、第二流道43、第三流道44、第一油道41、第二油路57、第一油路56和第二油道进入前调压腔19，后缓冲腔38中的液压油外流过程中，又起到缓慢释压的作用，因此能够对主轴7起到轴向吸能缓冲的作用，若轴向冲击过大时，主轴7上的活塞与缓冲杆40抵触，推动缓冲杆40后移，由于第三流道44和第一油道41开始错位，液压油由第一油道41流出的速度逐渐减小，缓冲强度提高，起到二次缓冲作用，且稳压装置39对缓冲杆40起到进一步的稳压缓冲作用。
79.施工工艺包括以下步骤：
80.l1、控制系统判断第一转速传感器检测到的转速是否低于第二转速传感器的检测到的转速，若否，表明掘进正常，则进入步骤l2；若是，表明刀盘1存在卡转现象，则进入步骤l4；
81.l2、判断推进油缸5是否达到最大前进行程，即可以在推进油缸5上设置行程传感器，检测推进油缸5内的活塞是否右移至最大距离，若是，则进入步骤l9，若否，则进入步骤l3；
82.l3、滑阀58处于开启状态，对后缓冲腔38进行补压，提高刀盘1与土层的切削压力，提高切削效率，高压泵处于关闭状态，并返回步骤l1；
83.l4、刀盘1存在卡转现象；o型三位四通阀处于中位，推进油缸5处于停止状态，滑阀58处于关闭状态，即推进油缸5停止推进，此时通过稳压腔48内的高压推动稳压杆47向后缓冲腔38一侧移动，并推挤缓冲杆40使其与活塞轴向抵触，即此时通过单一稳压腔48内压力，对刀盘1提供轴向作用力，可降低刀盘1对土层的轴向压力，此时，在较低的轴向压力下，对土层进行循环切削，使其解决卡转问题；同时第一计时模块启动计时，t1时间后，判断第一转速传感器检测到的转速是否低于第二转速传感器的检测到的转速，若是，表明在此状态下也未解决卡转问题，则进入步骤l5，若否，表明在此状态下已经解决卡转问题，则返回步骤l1；
84.l5、启动高压泵，通过高压水枪进行破岩，高压泵开启t2时间后，继续判断第一转速传感器的转速是否低于第二转速传感器的检测到的转速大小，若是，表明此状态下也未解决卡转问题，则进入步骤l6；若否，表明在此状态下已经解决卡转问题，则返回步骤l3；
85.l6、电机8反转，进行反向切削，在t3时间后，判断第一速度传感器测得的转速是否低于第二转速传感器，若否，表明在此状态下已经解决卡转问题，则进入步骤l7，若是，表明此状态下也未解决卡转问题，则进入步骤l8；
86.l7、电机8恢复正转，并返回步骤l1；
87.l8、报警模块报警；
88.l9、一次掘进完成；管片拼装机进行拼装管片，待完成管片拼装后，重新返回步骤l1。
89.通过上述方法步骤，可以实现对卡转现象进行自主排查解决，避免电机8、刀盘1损坏。
90.所述控制系统还包括第二计时模块和计数模块；
91.其中步骤l1中，若第一转速传感器检测到的转速低于第二转速传感器的检测到的
转速，则第二计时模块开始计时，计算s时间内，第一转速传感器低于第二转速传感器的时长是否超过预设值s1，若是，则表明卡转问题长时间存在，需要进行处理，则进入步骤l4，若否，表明卡转问题可能只是瞬时，已经自行解决，则第二计时模块清零，并进入步骤l2；
92.即在步骤步骤l1进行二级检测，排除只是瞬时卡转的问题，提高控制系统的稳定性。
93.其中步骤l6中，在一次掘进过程中，判断电机8反转的次数是否高于预设次数，若是，表明卡转问题常常出现，则报警模块产生相应的报警信号，需要人工干预进行解决；若否，表明控制系统能够自行解决卡转问题，则正常运行。
94.上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。