[发明专利]基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法

说明书

本发明公开了一种基于锚杆锁定的敞开式TBM刀盘洞内固定方法，包括刀盘脱离准备阶段，打设锚杆锁固系统阶段和刀盘固定阶段；采用“四点锚杆锁定”、“四点支垫支撑”模式固定刀盘，完成更换TBM刀盘密封系统；根据隧道所处的岩石地层的围岩力学特性与岩石结构特点，刀盘分离后，采用“四点锚杆锁定”、“四点支垫支撑”模式固定刀盘；通过优化锚杆锁固方式，利用接驳器将锁固锚杆改造成方便装配的分离式结构，解决了刀盘背后刮渣斗位置锚杆施工空间狭小的问题，省略了打设锚杆前需整体割除刀盘接渣斗的工作，提高了固定锚杆的施工质量。

技术领域

本发明涉及机械拆卸领域，尤其涉及基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法。

背景技术

目前，随着隧道施工技术的发展，隧道掘进机(TBM)的应用越来越广泛，且山岭隧道或市政工程建设环境具有复杂、严酷的发展趋势，TBM施工条件的限制性会很高；

对于TBM掘进到达预定里程后的拆卸方式有两种，取决于预定贯通里程与洞口关系，即洞外拆卸和洞内拆卸，由于施工布局和条件的影响，大部分TBM会采取洞内拆卸的方式；

现有的洞内拆卸过程中，常使用锚杆锁定工艺对TBM刀盘进行固定，但其在洞内固定过程中，由于刀盘背后刮渣斗位置为格栅钢架，施工空间狭小，钻孔和安装锚杆施工困难，同时，空间内锚杆钻机施工角度受限，钻孔质量无法得到保障；同时，黑云母石英片岩层间粘聚力，由黑云母、石英、斜长石平行排列结构所决定，钻孔间距过小，钻孔交叉贯通极易引起锚固区围岩碎裂，致使该锁点完全失效；

而且从刮渣斗位置钻孔作业，需要整体割除TBM刀盘接渣斗后，方可进入刀盘背后进行作业，割除与重新焊接接渣斗将极大影响施工工期，同时，重新焊接的接渣斗质量直接影响TBM的出渣效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法，在更换TBM失效密封系统的过程中，刀盘分离后，采用“四点锚杆锁定”、“四点支垫支撑”模式固定刀盘；通过优化锚杆锁固方式，利用接驳器将锁固锚杆改造成方便装配的分离式结构，解决了刀盘背后刮渣斗位置锚杆施工空间狭小的问题，省略了打设锚杆前需整体割除刀盘接渣斗的工作，提高了固定锚杆的施工质量；经锚杆抗拔试验结果与现场使用情况共同证实，优化后的锚杆锁固系统不仅可以满足刀盘对固定结构的强度要求；同时，采用该技术极大缩短施工工期，降低施工难度，创造了极大的经济效益。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

基于锚杆锁定工艺的敞开式TBM刀盘洞内固定方法，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。

进一步的，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，调整刀盘为设计盘角度。

进一步的，步骤二所述的打设锚杆锁固系统阶段的具体步骤包括：