權(quán)利要求書： 1.一種懸臂掘進機，包括主機結(jié)構(gòu)（5），其特征在于：所述主機結(jié)構(gòu)（5）上設(shè)有主驅(qū)動（2）和組合式開挖裝置（1），組合式開挖裝置（1）與主驅(qū)動（2）相連接，主驅(qū)動（2）的下方設(shè)有清渣裝置（4），清渣裝置（4）與設(shè)置在后配套系統(tǒng)（3）上的出渣系統(tǒng)相連接；

所述組合式開挖裝置（1）包括支撐盤（107）、中心開挖機構(gòu)和懸臂式開挖機構(gòu)，支撐盤（107）與主驅(qū)動（2）相連接，主驅(qū)動（2）帶動支撐盤（107）轉(zhuǎn)動，所述中心開挖機構(gòu)設(shè)置在支撐盤（107）的中心處，懸臂式開挖機構(gòu)設(shè)置在支撐盤（107）的外沿處；

所述懸臂式開挖機構(gòu)包括至少兩個伸縮懸切臂（106），伸縮懸切臂（106）鉸接在支撐盤（107）上，且通過驅(qū)動油缸（105）與中心開挖機構(gòu)相連接；在驅(qū)動油缸的作用下，伸縮懸切臂（106）能相對于支撐盤的鉸接點擺動，實現(xiàn)伸縮懸切臂（106）的開合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂掘進機，其特征在于：所述中心開挖機構(gòu)包括連接軸（104）和中心刀盤（102），連接軸（104）的一端與支撐盤（107）固定連接、另一端與中心刀盤（102）相連接，中心刀盤（102）上設(shè)有開挖刀具（101），中心刀盤（102）的直徑不小于支撐盤（107）的直徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸臂掘進機，其特征在于：所述中心刀盤（102）為錐臺型刀盤，開挖刀具（101）設(shè)置在錐臺型刀盤的前端面和錐型側(cè)面上，中心刀盤（102）通過連接法蘭（103）與連接軸（104）固定連接，所述懸臂式開挖機構(gòu)與連接法蘭（103）可開合設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的懸臂掘進機，其特征在于：所述伸縮懸切臂（106）包~

括固定外臂（1061）、伸縮內(nèi)臂（1062）和懸切滾刀（1063），伸縮內(nèi)臂（1062）套設(shè)在固定外臂（1061）內(nèi)，且通過伸縮油缸（1065）與固定外臂（1061）滑動連接，所述伸縮內(nèi)臂（1062）的外端部設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀盤（1064），懸切滾刀（1063）沿軸向設(shè)置在旋轉(zhuǎn)刀盤（1064）上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸臂掘進機，其特征在于：所述固定外臂（1061）的外壁上設(shè)有連接耳座（1066），驅(qū)動油缸（105）的一端與連接耳座（1066）鉸接、另一端與中心開挖機構(gòu)的連接法蘭（103）鉸接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1 3、5任一項所述的懸臂掘進機，其特征在于：所述清渣裝置（4）包括~

清渣鏟斗（401）和螺旋輸送機（402），所述清渣鏟斗（401）連接在主驅(qū)動（2）下部的外殼上，螺旋輸送機（402）設(shè)置在主機結(jié)構(gòu)（5）上，螺旋輸送機（402）的進渣端與清渣鏟斗（401）相對應(yīng)，螺旋輸送機（402）的出渣端與出渣系統(tǒng)相對應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸臂掘進機，其特征在于：所述出渣系統(tǒng)為皮帶輸送機，皮帶輸送機設(shè)置在后配套系統(tǒng)（3）上，所述主機結(jié)構(gòu)（5）上設(shè)有管片拼裝機和撐靴機構(gòu)。

8.一種如權(quán)利要求1 7任一項所述的懸臂掘進機的開挖方法，其特征在于：步驟如下：~

S1：通過中心開挖機構(gòu)的中心刀盤（102）對掌子面進行開挖，形成開挖洞，開挖洞內(nèi)壁面和掌子面為臨空面；

S2：中心刀盤（102）完全掘入開挖洞內(nèi)后，懸臂式開挖機構(gòu)的伸縮懸切臂（106）伸出，在主動驅(qū)動的作用下，伸縮懸切臂（106）上的懸切滾刀（1063）對臨空面進行懸切開挖；

S3：在懸切滾刀（1063）對臨空面進行懸切開挖過程中，調(diào)節(jié)伸縮懸切臂（106）的伸出長度，使懸切滾刀（1063）對開挖洞進行逐層擴挖；

S4：在懸切滾刀（1063）對臨空面進行懸切開挖過程中，實時調(diào)節(jié)伸縮懸切臂（106）在轉(zhuǎn)動過程中的伸出長度，對開挖洞進行不同截面的擴挖。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的懸臂掘進機的開挖方法，其特征在于：步驟S1的具體步驟如下：

S1.1：將組合式開挖裝置（1）的四個伸縮懸切臂（106）完全收縮至中心刀盤（102）的后部；

S1.2：主驅(qū)動（2）通過支撐盤（107）帶動組合式開挖裝置（1）沿開挖面進行掘進，直到中心刀盤（102）完全掘入洞內(nèi)，形成開挖洞。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸臂掘進機的開挖方法，其特征在于：步驟S3的具體步驟如下：

S3.1：組合式開挖裝置（1）的四個伸縮懸切臂（106）在驅(qū)動油缸（105）的作用下相對中心刀盤（102）張開；

S3.2：伸縮懸切臂（106）在伸縮油缸（1065）的控制下向外伸出，四個伸縮懸切臂（106）的伸出長度沿旋轉(zhuǎn)方向逐個增加，完成伸縮懸切臂（106）長度調(diào)節(jié)和相對中心刀盤（102）的向外展開；

S3.3：在主驅(qū)動的作用下，伸出長度最短的伸縮懸切臂（106）上的懸切滾刀（1063）對掌子面形成的臨空面進行懸切開挖形成第一開挖臨空面；同時相鄰伸縮懸切臂（106）上的懸切滾刀（1063）對第一開挖臨空面進行懸切開挖形成第二開挖臨空面，按上述開挖方式，四個伸縮懸切臂（106）同時進行四層臨空面的逐層開挖；

S3.4：重復步驟S3.3向外展開的伸縮懸切臂（106）上的懸切滾刀（1063）對中心刀盤（102）開挖的洞壁進行懸切擴挖。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的懸臂掘進機的開挖方法，其特征在于：步驟S4的具體步驟如下：

S4.1：在掘進過程中，根據(jù)開挖輪廓設(shè)計，通過驅(qū)動油缸（105）和伸縮油缸（1065）對伸縮懸切臂（106）進行角度和伸出長度的調(diào)節(jié)，使伸縮懸切臂（106）的懸切滾刀（1063）的開挖軌跡與開挖輪廓相匹配，對開挖洞的洞壁進行相應(yīng)擴挖，進而實現(xiàn)異形斷面隧道的開挖；

S4.2：伸縮懸切臂（106）對洞壁擴挖完成以后，通過驅(qū)動油缸（105）和伸縮油缸（1065）將伸縮懸切臂（106）收合到中心刀盤（102）后部，進入到下一個掘進循環(huán)。

說明書： 一種懸臂掘進機及其開挖方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種懸臂掘進機及其開挖方法。背景技術(shù)[0002] 巖石隧道掘進機（TBM）是一種集機械、電子、液壓、激光等技術(shù)于一體的大型隧道開挖裝備，在山嶺隧道及城市地鐵工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。目前該種掘進機的開挖斷

面基本為圓形，雖然也有少部分可以完成矩形、馬蹄形等異形斷面的案例，但是這些異形斷

面全部應(yīng)用于軟土隧道開挖，在巖石隧道工程中還未見，并且該種掘進機開挖斷面一旦確

定，在應(yīng)用過程中就無法再次改變，其開挖形狀單一，應(yīng)用范圍受限，無法做到任意斷面開

挖。目前在巖石隧道中，成形斷面采用馬蹄形等異形斷面的工程越來越多，如果采用傳統(tǒng)的

圓形掘進機開挖，勢必增大了工程開挖量，同時多挖的一部分還要回填，不僅增大了工程成

本，還延長了工期。

[0003] 傳統(tǒng)全斷面隧道掘進機開挖通過刀盤垂直擠壓掌子面進行掘進，刀具磨損嚴重，開挖速度慢。而現(xiàn)有的懸臂掘進機如申請?zhí)枮?01821324346.7的一種搭載懸切刀破巖的多

臂式懸臂掘進機，僅能通過懸切刀開挖，開挖阻力大，開挖斷面受限，且掘進效率低，因此需

要研制一種能變徑開挖任意斷面且開挖效率高的懸臂掘進機，以適應(yīng)多樣斷面隧道開挖。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對上述背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種懸臂掘進機及其開挖方法，以解決上述技術(shù)問題。

[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種懸臂掘進機，包括主機結(jié)構(gòu)，所述主機結(jié)構(gòu)上設(shè)有主驅(qū)動和組合式開挖裝置，組合式開挖裝置與主驅(qū)動相連接，主驅(qū)動的下方設(shè)有清

渣裝置，清渣裝置與設(shè)置在后配套系統(tǒng)上的出渣系統(tǒng)相連接。

[0006] 所述組合式開挖裝置包括支撐盤、中心開挖機構(gòu)和懸臂式開挖機構(gòu)，支撐盤與主驅(qū)動相連接，主驅(qū)動帶動支撐盤轉(zhuǎn)動，所述中心開挖機構(gòu)設(shè)置在支撐盤的中心處，懸臂式開

挖機構(gòu)設(shè)置在支撐盤的外沿處。

[0007] 所述中心開挖機構(gòu)包括連接軸和中心刀盤，連接軸的一端與支撐盤固定連接、另一端與中心刀盤相連接，中心刀盤上設(shè)有開挖刀具，中心刀盤的直徑不小于支撐盤的直徑。

[0008] 所述中心刀盤為錐臺型刀盤，開挖刀具設(shè)置在錐臺型刀盤的前端面和錐型側(cè)面上，中心刀盤通過連接法蘭與連接軸固定連接，所述懸臂式開挖機構(gòu)與連接法蘭可開合設(shè)

置。

[0009] 所述懸臂式開挖機構(gòu)包括至少兩個伸縮懸切臂，伸縮懸切臂等角度鉸接在支撐盤上，且通過驅(qū)動油缸與中心開挖機構(gòu)相連接。

[0010] 所述伸縮懸切臂包括固定外臂、伸縮內(nèi)臂和懸切滾刀，伸縮內(nèi)臂套設(shè)在固定外臂內(nèi)，且通過伸縮油缸與固定外臂滑動連接，所述伸縮內(nèi)臂的外端部設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀盤，懸切滾刀

沿軸向設(shè)置在旋轉(zhuǎn)刀盤上。

[0011] 所述固定外臂的外壁上設(shè)有連接耳座，驅(qū)動油缸的一端與連接耳座鉸接、另一端與中心開挖機構(gòu)的連接法蘭鉸接。

[0012] 所述清渣裝置包括清渣鏟斗和螺旋輸送機，所述清渣鏟斗連接在主驅(qū)動下部的外殼上，螺旋輸送機設(shè)置在主機結(jié)構(gòu)上，螺旋輸送機的進渣端與清渣鏟斗相對應(yīng)，螺旋輸送機

的出渣端與出渣系統(tǒng)相對應(yīng)。

[0013] 所述出渣系統(tǒng)為皮帶輸送機，皮帶輸送機設(shè)置在后配套系統(tǒng)上，所述主機結(jié)構(gòu)上設(shè)有管片拼裝機和撐靴機構(gòu)。

[0014] 一種懸臂掘進機的開挖方法，步驟如下：[0015] S1：通過中心開挖機構(gòu)的中心刀盤對掌子面進行開挖，形成開挖洞，開挖洞內(nèi)壁面和掌子面為臨空面；

[0016] S2：中心刀盤完全掘入開挖洞內(nèi)后，懸臂式開挖機構(gòu)的伸縮懸切臂伸出，在主動驅(qū)動的作用下，伸縮懸切臂上的懸切滾刀對臨空面進行懸切開挖；

[0017] S3：在懸切滾刀對臨空面進行懸切開挖過程中，調(diào)節(jié)伸縮懸切臂的伸出長度，使懸切滾刀對開挖洞進行逐層擴挖；

[0018] S4：在懸切滾刀對臨空面進行懸切開挖過程中，實時調(diào)節(jié)伸縮懸切臂在轉(zhuǎn)動過程中的伸出長度，對開挖洞進行不同截面的擴挖。

[0019] 步驟S1的具體步驟如下：[0020] S1.1：將組合式開挖裝置的四個伸縮懸切臂完全收縮至中心刀盤的后部；[0021] S1.2：主驅(qū)動通過支撐盤帶動組合式開挖裝置沿開挖面進行掘進，直到中心刀盤完全掘入洞內(nèi)，形成開挖洞；

[0022] 步驟S3的具體步驟如下：[0023] S3.1：組合式開挖裝置的四個伸縮懸切臂在驅(qū)動油缸的作用下相對中心刀盤張開；

[0024] S3.2：伸縮懸切臂在伸縮油缸的控制下向外伸出，四個伸縮懸切臂的伸出長度沿旋轉(zhuǎn)方向逐個增加，完成伸縮懸切臂長度調(diào)節(jié)和相對中心刀盤的向外展開；

[0025] S3.3：在主驅(qū)動的作用下，伸出長度最短的伸縮懸切臂上的懸切滾刀對掌子面形成的臨空面進行懸切開挖形成第一開挖臨空面；同時相鄰伸縮懸切臂上的懸切滾刀對第一

開挖臨空面進行懸切開挖形成第二開挖臨空面，按上述開挖方式，四個伸縮懸切臂同時進

行四層臨空面的逐層開挖；

[0026] S3.4：重復步驟S3.3向外展開的伸縮懸切臂上的懸切滾刀對中心刀盤開挖的洞壁進行懸切擴挖。

[0027] 步驟S4的具體步驟如下：[0028] S4.1：在掘進過程中，根據(jù)開挖輪廓設(shè)計，通過驅(qū)動油缸和伸縮油缸對伸縮懸切臂進行角度和伸出長度的調(diào)節(jié)，使伸縮懸切臂的懸切滾刀的開挖軌跡與開挖輪廓相匹配，對

開挖洞的洞壁進行相應(yīng)擴挖，進而實現(xiàn)異形斷面隧道的開挖；

[0029] S4.2：伸縮懸切臂對洞壁擴挖完成以后，通過驅(qū)動油缸和伸縮油缸將伸縮懸切臂收合到中心刀盤后部，進入到下一個掘進循環(huán)。

[0030] 本發(fā)明采用組合式開挖裝置對開挖面進行開挖，組合式開挖裝置的中心刀盤對隧道進行滾刀的擠壓破巖在先開挖，伸縮懸切臂的懸切滾刀對中心刀盤開挖的洞壁進行在后

懸切開挖，完成隧道的開挖、擴挖一次成型，提高開挖效率。通過對本發(fā)明縮懸切臂展開角

度和伸出長度的調(diào)節(jié)，對洞壁進行實時可調(diào)的擴挖，能滿足各種異形斷面隧道的開挖，開挖

靈活性和適用性較高，是隧道開挖的一大創(chuàng)新，具有較高的推廣價值。

附圖說明[0031] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技

術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0032] 圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0033] 圖2為本發(fā)明組合式開挖裝置結(jié)構(gòu)示意圖。[0034] 圖3為本發(fā)明伸縮懸切臂結(jié)構(gòu)示意。[0035] 圖4為本發(fā)明伸縮懸切臂內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意。[0036] 圖5為伸縮懸切臂處于收合掘進狀態(tài)示意圖。[0037] 圖6為伸縮懸切臂處于張開掘進狀態(tài)示意圖。具體實施方式[0038] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?br />
本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他

實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

[0039] 如圖1所示，實施例1，一種懸臂掘進機，包括相連接的主機結(jié)構(gòu)5和后配套系統(tǒng)3，后配套系統(tǒng)3連接在主機結(jié)構(gòu)的后部，包括掘進機常用配套系統(tǒng)。所述主機結(jié)構(gòu)5的前端設(shè)

有主驅(qū)動2和組合式開挖裝置1，主驅(qū)動2固定在主機結(jié)構(gòu)上，組合式開挖裝置1與主驅(qū)動2相

連接，主驅(qū)動為組合式開挖裝置的旋轉(zhuǎn)提高動力。主驅(qū)動2的下方設(shè)有清渣裝置4，清渣裝置

4與設(shè)置在后配套系統(tǒng)3上的出渣系統(tǒng)相連接，完成隧道開挖過程中產(chǎn)生的渣土。所述主機

結(jié)構(gòu)5的主梁上設(shè)有管片拼裝機和撐靴機構(gòu)，與現(xiàn)有掘進機結(jié)構(gòu)設(shè)置相類似。

[0040] 進一步，所述組合式開挖裝置1包括支撐盤107、中心開挖機構(gòu)和懸臂式開挖機構(gòu)，支撐盤107與主驅(qū)動2相連接，主驅(qū)動2帶動支撐盤107轉(zhuǎn)動，所述中心開挖機構(gòu)設(shè)置在支撐

盤107的中心處，懸臂式開挖機構(gòu)設(shè)置在支撐盤107的外沿處，中心開挖機構(gòu)位于懸臂式開

挖機構(gòu)的中部，形成傘形結(jié)構(gòu)，且懸臂式開挖機構(gòu)能相對中心開挖機構(gòu)開合和伸縮，用于異

形斷面隧道的開挖。

[0041] 進一步，如圖2所示，所述中心開挖機構(gòu)包括連接軸104和中心刀盤102，連接軸104沿主機結(jié)構(gòu)5軸向設(shè)置，連接軸104的一端與支撐盤107固定連接、另一端與中心刀盤102相

連接，實現(xiàn)中心刀盤與支撐盤的同步轉(zhuǎn)動，中心刀盤102上設(shè)有開挖刀具101，開挖刀具可采

用現(xiàn)有的滾刀，中心刀盤102的直徑不小于支撐盤107的直徑，以實現(xiàn)懸臂式開挖機構(gòu)處于

收合狀態(tài)時，能完全收合在中心刀盤后部，以不影響中心刀盤102的正常掘進。

[0042] 優(yōu)選地，所述中心刀盤102為錐臺型刀盤，即前大后小的錐臺，提高中心刀盤在開挖過程中的嵌入力，提高掘進效率。開挖刀具101均布設(shè)置在錐臺型刀盤的前端面和錐型側(cè)

面上。中心刀盤102通過連接法蘭103與連接軸104固定連接，所述懸臂式開挖機構(gòu)與連接法

蘭103可開合設(shè)置，即懸臂式開挖機構(gòu)能相對中心刀盤102的連接軸104展開和收合，與傘形

結(jié)構(gòu)收合方式相同。

[0043] 如圖3、4所示，實施例2，一種懸臂掘進機，所述懸臂式開挖機構(gòu)包括兩個或四個伸縮懸切臂106，伸縮懸切臂106等角度鉸接在支撐盤107上，且通過驅(qū)動油缸105與中心開挖

機構(gòu)相連接，在驅(qū)動油缸的作用下，伸縮懸切臂106能相對與支撐盤的鉸接點擺動，實現(xiàn)伸

縮懸切臂的張開與否。

[0044] 進一步，所述伸縮懸切臂106包括固定外臂1061、伸縮內(nèi)臂1062和懸切滾刀1063，固定外臂鉸接在支撐盤上，伸縮內(nèi)臂1062套設(shè)在固定外臂1061內(nèi)，且通過伸縮油缸1065與

固定外臂1061滑動連接，固定外臂1061為中空結(jié)構(gòu)，伸縮油缸1065內(nèi)置在固定外臂內(nèi)，且一

端與固定外臂鉸接、另一端與伸縮內(nèi)臂鉸接，在伸縮油缸的作用下，伸縮內(nèi)臂能相對固定外

臂伸縮，實現(xiàn)伸縮懸切臂整體長度的調(diào)節(jié)。所述伸縮內(nèi)臂1062的外端部設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀盤1064，

即旋轉(zhuǎn)刀盤包括固定部和轉(zhuǎn)動部，轉(zhuǎn)動部與固定部之間設(shè)有軸承結(jié)構(gòu)，固定部與伸縮內(nèi)臂

固定連接，懸切滾刀1063固定在轉(zhuǎn)動部，即懸切滾刀1063沿軸向設(shè)置在旋轉(zhuǎn)刀盤1064上，掘

進過程中懸切滾刀受力，旋轉(zhuǎn)刀盤能進行被動轉(zhuǎn)動。所述固定外臂1061的外壁上設(shè)有連接

耳座1066，驅(qū)動油缸105的一端與連接耳座1066鉸接、另一端與中心開挖機構(gòu)的連接法蘭

103鉸接。在驅(qū)動油缸的作用下，固定外臂帶動伸縮內(nèi)臂、旋轉(zhuǎn)刀盤繞與支撐盤的鉸接點擺

動。

[0045] 進一步，所述清渣裝置4包括清渣鏟斗401和螺旋輸送機402，所述清渣鏟斗401連接在主驅(qū)動2下部的外殼上，清渣鏟斗可通過調(diào)節(jié)油缸與主驅(qū)動外殼連接，用于其收料角度

的調(diào)節(jié)。螺旋輸送機402設(shè)置在主機結(jié)構(gòu)5上，螺旋輸送機402的進渣端與清渣鏟斗401相對

應(yīng)，螺旋輸送機402的出渣端與出渣系統(tǒng)相對應(yīng)。所述出渣系統(tǒng)為皮帶輸送機，皮帶輸送機

設(shè)置在后配套系統(tǒng)3上，在掘進過程中，組合式開挖裝置開挖下的渣土匯集到清渣鏟斗，然

后經(jīng)螺旋輸送機運輸至皮帶輸送機，完成渣土的連續(xù)運輸。

[0046] 如圖5、6所示，實施例3：一種如實施例2所述的懸臂掘進機的開挖方法，步驟如下：[0047] S1：通過中心開挖機構(gòu)的中心刀盤102對掌子面進行開挖，形成開挖洞，開挖洞內(nèi)壁面和掌子面為臨空面。即將組合式開挖裝置1的四個伸縮懸切臂106完全收縮至中心刀盤

102的后部，此時收合后的伸縮懸切臂所在的直徑不大于中心刀盤的最大刀盤直徑；然后主

驅(qū)動2通過支撐盤107帶動組合式開挖裝置1沿開挖面進行掘進，中心刀盤102對開挖面進行

擠壓破巖掘進，直到中心刀盤102完全掘入洞內(nèi)，形成開挖洞，此時開挖洞內(nèi)壁面和掌子面

為臨空面，為懸臂式開挖機構(gòu)提供懸切面。

[0048] S2：中心刀盤102完全掘入開挖洞內(nèi)后，懸臂式開挖機構(gòu)的伸縮懸切臂106伸出，在主動驅(qū)動的作用下，伸縮懸切臂106上的懸切滾刀1063對臨空面進行懸切開挖；

[0049] S3：在懸切滾刀1063對臨空面進行懸切開挖過程中，調(diào)節(jié)伸縮懸切臂106的伸出長度，使懸切滾刀1063對開挖洞進行逐層擴挖；當不同伸縮懸切臂伸出不同長度時，伸出量小

的（短的）先對接觸的臨空面進行懸切擴挖，伸出量大的（長的）對前一伸縮懸切臂106的懸

切面進行懸切擴挖。具體如下：

[0050] S3.1：組合式開挖裝置1的四個伸縮懸切臂106在驅(qū)動油缸105的作用下相對中心刀盤102張開；其展開角度和伸出長度，根據(jù)需要適時調(diào)節(jié)；

[0051] S3.2：伸縮懸切臂106在伸縮油缸1065的控制下向外伸出，四個伸縮懸切臂106的伸出長度沿旋轉(zhuǎn)方向逐個依次增加，相鄰兩個伸縮懸切臂伸出量的差值為懸切厚度，調(diào)整

好伸出量后，完成伸縮懸切臂106長度調(diào)節(jié)和相對中心刀盤102的向外展開；

[0052] S3.3：在主驅(qū)動的作用下，伸出長度最短的伸縮懸切臂106（設(shè)為0°伸縮懸切臂）上的懸切滾刀1063對掌子面形成的臨空面進行懸切開挖形成第一開挖臨空面；同時相鄰伸縮

懸切臂106（即90°伸縮懸切臂）上的懸切滾刀1063對第一開挖臨空面進行懸切開挖形成第

二開挖臨空面；然后180°伸縮懸切臂上的懸切滾刀1063對第二開挖臨空面進行懸切開挖形

成第三開挖臨空面；然后270°伸縮懸切臂上的懸切滾刀1063對第三開挖臨空面進行懸切開

挖形成第四開挖臨空面，如上完成一個開挖段的四層擴挖，提高開挖效率。按上述開挖方

式，選用N個伸縮懸切臂106可進行N層臨空面的逐層開挖。

[0053] S3.4：重復步驟S3.3向外展開的伸縮懸切臂106上的懸切滾刀1063對中心刀盤102開挖的洞壁進行懸切擴挖。

[0054] S4：在懸切滾刀1063對臨空面進行懸切開挖過程中，實時調(diào)節(jié)伸縮懸切臂106在轉(zhuǎn)動過程中的伸出長度，對開挖洞進行不同截面的擴挖。具體步驟如下：S4.1：在掘進過程中，

根據(jù)開挖輪廓設(shè)計，通過驅(qū)動油缸105和伸縮油缸1065對伸縮懸切臂106進行角度和伸出長

度的調(diào)節(jié)，使伸縮懸切臂106的懸切滾刀1063的開挖軌跡與開挖輪廓相匹配，對開挖洞的洞

壁進行相應(yīng)擴挖，進而實現(xiàn)異形斷面隧道的開挖；

[0055] S4.2：伸縮懸切臂106對洞壁擴挖完成以后，通過驅(qū)動油缸105和伸縮油缸1065將伸縮懸切臂106收合到中心刀盤102后部，進入到下一個掘進循環(huán)。

[0056] 在掘進過程中，根據(jù)設(shè)計需要通過驅(qū)動油缸105和伸縮油缸1065對伸縮懸切臂106進行展開角度和伸出長度的調(diào)節(jié)，對洞壁進行相應(yīng)擴挖，進而實現(xiàn)異形斷面隧道的開挖，適

用性和靈活性較高，且能實現(xiàn)實時調(diào)節(jié)；開挖過程中，產(chǎn)生的渣石經(jīng)清渣裝置和出渣系統(tǒng)運

輸至隧洞外，完成清渣。

[0057] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。