1.基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于,所述敞开式TBM刀盘洞内固定方法具体包括以下步骤:步骤一:刀盘脱离准备阶段,TBM掘进至适当围岩段时,开始进行刀盘分离作业;步骤二:打设锚杆锁固系统阶段,在进行刀盘分离后,通过利用接驳器(1)转接的锚杆锁定方式,将锁固锚杆改造成方便装配的分离式结构;步骤三:刀盘固定阶段,锚杆锁固系统固定后,采用“四点锚杆锁定”、“四点支垫支撑”模式固定刀盘,进行更换TBM刀盘密封系统,最后完成刀盘对接。
2.根据权利要求1所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:步骤一所述的刀盘脱离准备阶段的具体步骤包括:(1)为保证刀盘与主驱动脱离时施工安全,TBM掘进至单轴抗压强度不小于42MPa的完整围岩段时,开始刀盘分离作业;(2)拆除边刀和部分铲刀,首先将刀盘后退1.8m后将扭矩油缸缩回40mm,使刀盘抬起,拆掉1把中心刀、所有边刀和部分铲刀,同时拆除被接渣斗遮挡的两个包厢的刀盘连接螺栓;(3)清理刀盘内部、下部的虚渣以及杂物,清理完成后,将刀盘缓慢推进至掌子面(2),调整刀盘角度为设计刀盘角度。
3.根据权利要求2所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:步骤二所述的打设锚杆锁固系统阶段的具体步骤包括:(1)用自喷漆在铲斗内标记出第一锚杆(61)的固定位置后,刀盘继续退后1.8m,将架子管从中心刀位置送到掌子面(2)内,搭设第一锚杆(61)的操作平台;(2)设计锁定锚杆的位置与角度,根据要求,将第一锚杆(61)插入掌子面(2)上的岩层中,第一锚杆(61)的尾部与接驳器(1)相连接;(3)检查接驳器(1)尾部是否处于岩面内,第一锚杆(61)全部安装完成后,将操作平台拆除并清理虚渣及杂物。
4.根据权利要求3所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:为了避免TBM刀盘、刀具与接驳器碰撞,引起刀盘和锚杆损坏,在步骤(2)中,接驳器(1)尾部不得侵入TBM刀盘的内轮廓线。
5.根据权利要求3所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:在步骤(2)中所述的设计锁定锚杆的位置与角度的具体过程为:(1)利用隧道断面仪,在掌子面(2)上确定并标出第一锚杆(61)进入围岩的预设嵌入位置和嵌入角度;(2)然后按照每个铲斗内安装8根第一锚杆(61)进行钻孔,待锚杆孔全部钻设完毕后,放入锚固剂,插入第一锚杆(61)。
6.根据权利要求3所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:步骤三所述的刀盘固定阶段的具体步骤包括:(1)缓慢推进刀盘,将TBM空推至与掌子面保持1cm左右缝隙位置,用支垫钢板(10)将刀盘大圆环及刀盘背部锥板位置4点垫实,实现刀盘的“四点支垫支撑”;同时,将预设接驳器与刮渣斗对齐,控制受力钢板面积大于0.4m 2 ,扭矩油缸伸出20mm,下压刀盘,使刀盘垫板压实在支垫钢板(10)上,将支垫大圆环(3)、锥板位置钢板与刀盘焊接,实现TBM刀盘的“四点锚杆锁定”;再次缓慢推进刀盘,使刀盘与掌子面(2)贴合,刀盘保持1×10 4 kN推力;(2)然后在第一锚杆(61)的尾部通过接驳器(1)反向接长50cm的第二锚杆(62),并将第二锚杆(62)与实配筋板(7)焊接牢固,刀盘固定全部完成;(3)更换TBM密封系统。
7.根据权利要求6所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:所述的刀盘固定阶段还包括锚杆锁定系统抗拔性能检测步骤,具体包括:(1)分别从四个方向选取固定刀盘的8组锚杆锁定系统进行抗拔性能检测;(2)通过在托板和螺母之间设置液压千斤顶,并利用手动液压泵加压,同时利用位移计记录锚杆锁定系统的变形情况,从而得到锚杆锁定系统的荷载一位移曲线;(3)通过采用分级加载方式,分别选取锚杆设计轴向拉力170kN的0.6倍,0.8倍,1.0倍和1.1倍作为分级荷载值,每级荷载维持在5min,并记录每级荷载下锚杆锁定系统的变形增量。
8.根据权利要求6所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:步骤(3)所述的更换TBM密封系统的具体步骤包括(1)主机与主驱动分离;(2)工作平台架立完成后,更换失效密封,依次为:更换法兰与外密封环配合面之间的密封条;依次安装三道外密封和隔离环;安装外密封迷宫环;安装外密封挡尘板;(3)更换完毕后,再将主机推进1.8m,使刀盘与主驱动对接,对接完成后,拆除刀盘固定结构,完成刀盘对接。
9.根据权利要求8所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:步骤(1)所述的主机与主驱动分离的具体步骤为:(1)拆卸刀盘与主驱动之间的连接螺栓;(2)然后将主驱动整机回退1.8m;(3)在刀盘与主驱动之间架立工作平台。
10.根据权利要求1-9任一项所述的基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法,其特征在于:所述的接驳器(1)为套筒状结构,在接驳器内壁上设置有螺纹,第一锚杆(61)与接驳器(1)连接的一端设置有与接驳器内壁螺纹配合使用的螺纹,第一锚杆(61)与接驳器(1)的连接方式为先螺纹连接,后焊接;第二锚杆(62)与接驳器(1)连接的一端设置有与接驳器内壁螺纹配合使用的螺纹,第二锚杆(62)与接驳器(1)的连接方式也为先螺纹连接,后焊接。