GB∕T 34651-2017 全斷面隧道掘進機 土壓平衡盾構(gòu)機

ICS91.220全斷面隧道掘進機土壓平衡盾構(gòu)機中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布GB/T34651—2017 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 1 2 5 87檢驗規(guī)則 8隨行文件 附錄A(資料性附錄)刀盤裝備扭矩計算方法 附錄B(資料性附錄)裝備推力計算方法 附錄C(資料性附錄)檢查記錄表 IGB/T34651—2017本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由全國建筑施工機械與設備標準化技術委員會(SAC/TC328)歸口。Ⅲ1GB/T34651—2017全斷面隧道掘進機土壓平衡盾構(gòu)機1范圍2規(guī)范性引用文件GB/T150(所有部分)壓力容器GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T3766液壓傳動系統(tǒng)及其元件的通用規(guī)則和安全要求GB5226.1機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件GB5226.3機械安全機械電氣設備第11部分：電壓高于1000Va.c.或1500Vd.c.但不超過36kV的高壓設備的技術條件GB/T6388運輸包裝收發(fā)貨標志GB/T7932氣動系統(tǒng)通用技術條件GB/T10595帶式輸送機GB/T13306標牌GB/T13384機電產(chǎn)品包裝通用技術條件GB/T14039液壓傳動油液固體顆粒污染等級代號GB/T17301土方機械操作和維修空間棱角倒鈍GB/T20082液壓傳動液體污染采用光學顯微鏡測定顆粒污染度的方法GB/T34650全斷面隧道掘進機盾構(gòu)機安全要求GB/T34354全斷面隧道掘進機術語和商業(yè)規(guī)格GB50150電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準GB50168—2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范JB/T5000.3重型機械通用技術條件第3部分：焊接件JB/T5000.10重型機械通用技術條件第10部分：裝配JB/T5000.11重型機械通用技術條件第11部分：配管JB/T10205液壓缸3術語和定義GB/T34354界定的以及下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了GB/T34354中的某些術語和定義。2GB/T34651—2017裝機功率installedpower刀盤最大工作扭矩(kN·m)與刀盤開挖直徑(m)三次方的比值。前閘門guillotinegate仿形刀copycutter3GB/T34651—2017 ——適應管片尺寸(外徑/內(nèi)徑-寬度),單位為毫米(mm);——最小水平轉(zhuǎn)彎半徑，單位為米(m);——最大不可分割件重量，單位為千克(kg);——最大不可分割件尺寸(長×寬×高),單位為毫米(mm);4.2產(chǎn)品型號4.3結(jié)構(gòu)示意圖土壓平衡盾構(gòu)機示意圖如圖1所示。GBGB/T34651-20175GB/T34651—20175技術要求5.1.1焊接件應符合JB/T5000.3的規(guī)定。5.1.2裝配應符合JB/T5000.10的規(guī)定。5.1.3管路裝配應符合JB/T5000.11的規(guī)定。5.1.4開挖直徑偏差范圍應為0mm～+4mm。5.1.6設備應能在工作環(huán)境溫度5℃~50℃、相對濕度小于90%的條件下正常使用。5.2.2正面刀的刀刃高度偏差不應大于2mm。5.2.10刀盤內(nèi)部管路耐壓性能應符合JB/T5000.11的規(guī)定。5.3盾體5.3.3水土壓力在不大于0.4MPa時盾尾刷不應少于3道，大于0.4MPa時盾尾刷不宜少于4道。5.4.1主軸承設計壽命不應小于10000h。5.4.2扭矩系數(shù)不宜小于18,刀盤裝備扭矩計算方法參見附錄A。5.4.3脫困扭矩不應小于最大工作扭矩的1.2倍。6GB/T34651—20175.5人艙5.5.2應進行氣密性試驗，保壓30min,壓力下降值不應大于最大工作壓力的6%。5.6.1單位開挖面積(m2)的最大推力不應小于1000kN。5.7.2采用機械鎖固的抓取裝置安全系數(shù)不應小于1.5,非機械鎖固的抓取裝置安全系數(shù)不應小于2.5。重量的1.1倍。5.7.4在斷電情況下，真空吸盤式管片拼裝機應保證吸持管片的時間不小于20min,且真空度不低于80%。7GB/T34651—20175.9帶式輸送機5.9.1應符合GB/T10595的規(guī)定。5.10輔助系統(tǒng)5.10.2主動鉸接最大推力不應小于推進系統(tǒng)最大推力的70%。5.10.3采用機械鎖固的管片吊機抓取裝置安全系數(shù)不應小于1.5,非機械鎖固的管片吊機抓取裝置安全系數(shù)不應小于2.5。計最重管片重量的1.1倍。5.10.6注漿系統(tǒng)能力應按不低于150%的漿液注入率計算。5.10.10氣動系統(tǒng)應符合GB/T7932的規(guī)定。5.10.12空氣壓縮機排氣量不應低于設備同時工作時最大用氣量的1.5倍。5.10.17儲風筒風管儲存長度不應小于100m,應配備升降裝置。5.11液壓系統(tǒng)5.11.1液壓系統(tǒng)應符合GB/T3766的規(guī)定。5.11.2液壓缸應符合JB/T10205的規(guī)定。5.11.4油液固體顆粒污染等級不應低于GB/T14039規(guī)定的—/18/15。5.12電氣系統(tǒng)8GB/T34651—20175.12.7盾體內(nèi)部、管片拼裝機區(qū)域的照度不應低于1001x;主控室內(nèi)照度不應低于1501x。5.12.8通道應配置應急照明設備，應急照明最低照度不應小于151x,應急照明時間不5.12.9電氣設備及線路的絕緣電阻應符合GB50150的規(guī)定。5.12.10電纜的敷設應符合GB50168—20065.13數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5.13.2信息儲存容量不應小于500G。信的功能。5.15.1設備安全要求應符合GB/T34650的規(guī)定。5.15.3電氣裝置應符合GB5226.1、GB5226.3的要5.15.5操作維護區(qū)域內(nèi)的棱角應符合GB/T17301的規(guī)定。5.15.6聲音報警裝置輸出的最低聲級值應比施工環(huán)境噪聲至少高出10dB(A)。6.1.1環(huán)境溫度宜為5℃~35℃。9GB/T34651—20176.2目測檢查6.2.2檢查不應拆解部件。6.3數(shù)據(jù)采集試驗檢測時，單項數(shù)據(jù)采集不應少于3次，并與規(guī)定值進行比對。6.4開挖直徑在刀盤已安裝到土壓平衡盾構(gòu)機的條件下，選定并標識水平及垂直方向基點，旋轉(zhuǎn)刀盤，使用全站儀測量開挖直徑。6.5刀盤與刀具檢測步驟如下：a)將檢測裝置固定在刀盤最外側(cè)刀具位置，見圖2;b)用鋼直尺測量最外側(cè)刀具刀刃與檢測裝置的徑向距離x,測量結(jié)果記入表C.1;c)將前盾等分為12個檢測區(qū)域，緩慢轉(zhuǎn)動刀盤，用鋼直尺測量各區(qū)域檢測裝置與前盾的最小距離y,測量結(jié)果記入表C.1。GB/T34651—2017 檢測步驟如下：按JB/T5000.11中的方法進行刀盤內(nèi)部管路耐壓試驗。6.6盾體檢測方法如下：GB/T34651—2017b)將吊線錘固定于測量工裝上，距離盾體外圓30mm～50mm處，使線錘方向與測量工裝上的整數(shù)刻度線重合；c)沿周向每隔30°分別用鋼直尺測出外圓面與線錘間距a,計算吊線錘對應刻度值與各測量值的e)計算得出盾體外徑。1——盾體(前盾/中盾/尾盾);2——測量工裝；3——吊線錘；4——水平平臺面。圖4盾體外徑檢測示意圖檢測方法如下：a)根據(jù)6.6.1的測量方法，分別測量a～d值(a～d位置的高度間隔約為三分之一盾體高度),記b)根據(jù)a～d各位置平面的測量值，計算最大值與最小值的差值，得到盾體圓度：amx-amin、并與設計值進行比對；6.7主驅(qū)動單元檢查并核對主軸承廠家提供的壽命計算文件。GB/T34651—20176.8人艙人艙氣密性的檢測方法如下：a)關閉艙門；b)打開艙室進氣閥；c)將試驗壓力設定為最大工作壓力；d)關閉進氣球閥，保壓30min,記錄壓力下降值。推進速度。在空載狀態(tài)下，依次伸出各分區(qū)帶有位移傳感器的推進液壓缸，伸出過程中旋轉(zhuǎn)推進速度旋鈕，觀察速度顯示值。6.10管片拼裝機檢查并核對抓取裝置安全系數(shù)的計算文件。在管片拼裝機抓取設計最重管片狀態(tài)下，進行提升、平移、回轉(zhuǎn)及定位動作，使用秒表記錄回轉(zhuǎn)時a)靜載試驗：抓取機構(gòu)靜載試驗載荷為設計最重管片的1.25倍，抓取時間10min以上，觀察管片拼裝機的狀態(tài)。在真空吸盤式管片拼裝機吸持設計最重管片狀態(tài)下，切斷動力源，20min后觀察管片的吸持狀態(tài)及真空表顯示值。GB/T34651—20176.11螺旋輸送機旋轉(zhuǎn)5圈～10圈所用的時間，計算得出轉(zhuǎn)速。在螺旋輸送機后閘門打開至最大狀態(tài)下，使用秒表測量斷電后閘門關閉時間。6.12最小轉(zhuǎn)彎半徑采用計算機模擬方法驗證最小轉(zhuǎn)彎半徑有效性。6.13管片吊機載荷試驗a)靜載試驗：抓取機構(gòu)靜載試驗載荷為最大管片重量的1.25倍，抓起懸空高度不應低于50mm,懸空時間不應少于10min,觀察吊機的狀態(tài)。b)動載試驗：抓取機構(gòu)動載試驗載荷為最大管片重量的1.1倍，至少觀察3個吊運循環(huán)內(nèi)吊機的設計范圍內(nèi)。6.14二次通風系統(tǒng)回風速度在隧道施工及二次風機運行正常的狀態(tài)下，使用風速儀檢測后配套拖車尾端回風速度。6.15污染度檢測按照GB/T20082的規(guī)定對液壓油進行污染度檢測。6.16電氣系統(tǒng)6.16.2應急照明使用兆歐表檢測電氣設備和線路的絕緣電阻值。6.17職業(yè)健康與環(huán)境安全GB/T34651—2017使用標準氣體對氣體監(jiān)測系統(tǒng)進行測試。7檢驗規(guī)則7.1檢驗分類7.2出廠檢驗7.2.1出廠檢驗由制造商質(zhì)量檢驗部門7.2.2檢驗項目見表1。7.3工地檢驗7.3.1工地檢驗包括工地組裝檢驗和試掘進檢驗。7.3.3在完成制造商和用戶協(xié)議約定的掘進距離后進行試掘進檢驗，檢驗合格后出具驗收證書。7.3.4檢驗項目見表1。7.4型式檢驗a)制造商或用戶有需求時；c)出廠檢驗與上次型式試驗有較大差異時；d)國家質(zhì)量監(jiān)督管理部門提出型式檢驗要求時。7.4.2如果屬7.4.1中a)、d)兩種情況，應檢驗表1規(guī)定的全部項目；如果屬7.4.1中b)、c)的情況，應進行專用功能檢驗。表1檢驗項目分類表序號類別檢驗項目技術要求試驗方法出廠檢驗工地檢驗工地組裝檢驗試掘進檢驗1整機開挖直徑√2刀盤與刀具高差檢測√3刀具安裝半徑√4刀具高度√5管路耐壓√GB/T34651—2017表1(續(xù))序號類別檢驗項目技術要求試驗方法出廠檢驗工地檢驗工地組裝檢驗試掘進檢驗6盾體盾體外徑√7盾體圓柱度√8主驅(qū)動單元主軸承壽命√9最大轉(zhuǎn)速√√點動轉(zhuǎn)速√聯(lián)鎖控制√√人艙氣密性√互鎖檢測√推進系統(tǒng)最大推進速度√速度連續(xù)可調(diào)√伸縮速度√√管片拼裝機抓取裝置安全系數(shù)√動作檢測√√√回轉(zhuǎn)速度√載荷試驗√管片拼裝機吸持狀態(tài)檢測√√制動性能√√√螺旋輸送機轉(zhuǎn)速檢測√√聯(lián)鎖檢測√√后閘門應急關閉√√√輔助系統(tǒng)最小轉(zhuǎn)彎半徑√管片吊機載荷試驗√管片吊機吸持狀態(tài)√空氣壓縮機額定壓力√二次通風系統(tǒng)回風速度√液壓系統(tǒng)污染度檢測√√電氣系統(tǒng)照明檢測√√應急照明√√絕緣檢測√√噪聲檢測√GB/T34651—2017表1(續(xù))序號類別檢驗項目技術要求試驗方法出廠檢驗工地檢驗工地組裝檢驗試掘進檢驗電氣系統(tǒng)螺旋輸送機出渣口氣體檢測√人艙氣體檢測√急停檢測√√緊急信息指示牌√√視頻監(jiān)視設備√√產(chǎn)品檢驗結(jié)果全部符合本標準所有技術要求 GB/T34651—2017 按照GB/T34650的規(guī)定執(zhí)行。GB/T34651—2017(資料性附錄)刀盤裝備扭矩計算方法A.1設計扭矩計算法A.1.1刀盤裝備扭矩刀盤裝備扭矩按式(A.1)計算：T=k×(T?+T?+T?+T?+T?十T?+T?)……(A.1)式中：T——刀盤裝備扭矩，單位為牛米(N·m);k——系數(shù)；T?——刀盤的切削扭矩，單位為牛米(N·m);T?——刀盤正面的摩擦力矩，單位為牛米(N·m);T?——刀盤背面的摩擦力矩，單位為牛米(N·m);T?——刀盤圓周的摩擦力矩，單位為牛米(N·m);T?——倉內(nèi)攪拌力矩，單位為牛米(N·m);T?——主軸承旋轉(zhuǎn)阻力矩，單位為牛米(N·m);T,——驅(qū)動密封裝置摩擦力矩，單位為牛米(N·m)。A.1.2刀盤的切削扭矩刀盤的切削扭矩計算按式(A.2)計算：…………(A.2)式中：Da——刀盤直徑，單位為米(m);qμ——土層的剪切強度，單位為帕(Pa);Vmax——推進速度，單位為米每分(m/min);n——刀盤轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)。A.1.3刀盤正面的摩擦力矩刀盤正面的摩擦力矩按式(A.3)計算：…………(A.3)式中：α——刀盤開口率；μp——土層和刀盤之間的摩擦系數(shù)；R——刀盤開挖半徑，單位為米(m);Pb——刀盤正面水平土壓，單位為帕(Pa)。A.1.4刀盤背面的摩擦力矩刀盤背面摩擦力矩近似等于刀盤正面摩擦阻力矩的50%,按式(A.4)計算：GB/T34651—2017T?=0.5×T?…………(A.4)A.1.5刀盤圓周的摩擦力矩刀盤圓周的摩擦力矩按式(A.5)計算：式中：B——刀盤邊緣寬度，單位為米(m);P,——刀盤圓周土壓，按埋深取值，單位為帕(Pa)。A.1.6倉內(nèi)的攪拌力矩倉內(nèi)攪拌力矩由刀盤攪拌棒及刀盤扭腿攪動倉內(nèi)渣土產(chǎn)生的扭矩和摩擦產(chǎn)生的力矩組成，按式(A.6)計算：Ts=ZR?Pnlxhr+ΣRxμpPnlzbx+ΣR.μpPhlebe+LR.Phleh?！?A.6)式中：R,——攪拌棒安裝半徑，單位為米(m);lx——攪拌棒的長度，單位為米(m);hx——攪拌棒厚度，單位為米(m);bx——攪拌棒的寬度，單位為米(m);l?！侗P扭腿長度，單位為米(m);b。——刀盤扭腿寬度，單位為米(m);R?！侗P扭腿的安裝半徑，單位為米(m);h?！侗P扭腿厚度，單位為米(m)。A.1.7主軸承旋轉(zhuǎn)阻力矩主軸承旋轉(zhuǎn)阻力矩T?,按式(A.7)計算：T?=μg×R?×(G+P?)…………(A.7)式中：μg——主軸承滾動摩擦系數(shù)；R?——主軸承滾動半徑，單位為米(m);G——刀盤自重，單位為牛(N)。P,=(1—a)×π×R2×Ph…………(A.8)式中：P.——刀盤貫入荷載，單位為牛(N)。A.1.8密封裝置摩擦力矩密封裝置摩擦力矩T,按式(A.9)計算：T?=22π×μm×Fm×n?×R?…………(A.9)式中：μm——密封與鋼之間的摩擦系數(shù)，與密封材料特性有關；Fm——密封的推力，單位為牛(N);ni——密封數(shù)量；R;——密封的安裝半徑，單位為米(m)。GB/T34651—2017經(jīng)驗計算法按式(A.10)計算刀盤裝備扭矩：T=β×D3×103…………(A.10)GB/T34651—2017(資料性附錄)裝備推力計算方法B.1裝備推力計算法B.1.1裝備推力裝備推力根據(jù)式(B.1)計算：F=k×(F?+F?+F?+F?+F?)…………(B.1)式中：F——裝備推力，單位為千牛(kN);F?——盾體摩擦力，單位為千牛(kN);F?——尾刷與管片間摩擦力，單位為千牛(kN);F?——開挖面支撐壓力，單位為千牛(kN);F?——后配套拖車拖拉力，單位為千牛(kN);F?——刀具推力，單位為千牛(kN)。B.1.2盾體摩擦力盾體與地層間的摩擦阻力按式(B.2)計算：F?=0.25×π×D×L×(2P.+2K?！罰.+K?！力谩罝)×μ?+W×μ?……(B.2)式中：D——盾構(gòu)機外徑，單位為米(m);L——盾構(gòu)機主機長度，單位為米(m);P.——盾構(gòu)機頂部豎直土壓，單位為千帕(kPa);K?——掘削斷面處土體側(cè)向土壓系數(shù)；γ——土體浮重度，單位為千牛每立方米(kN/m3);W——盾構(gòu)機主機重量，單位為千牛(kN);p?——地層與盾體外殼間摩擦系數(shù)。B.1.3尾刷與管片間的摩擦力盾尾與管片間的摩擦力按式(B.3)計算：F?=n?×W.×μ?+π×D?×b×p?×n?×μ3……(B.3)式中：n?——盾尾內(nèi)管片的環(huán)數(shù)；W,——一環(huán)管片的重量，單位為千牛(kN);μ2——管片與盾尾間的摩擦系數(shù)；D?——管片外徑，單位為米(m);b——單道盾尾油脂腔與管片接觸長度，單位為米(m);pz——盾尾密封油脂壓力，單位為千帕(kPa);GB/T34651—2017n?——盾尾油脂腔數(shù)量；μ3——管片與盾尾密封刷的摩擦系數(shù)。B.1.4開挖面的支撐壓力開挖面的支撐壓力按式(B.4)計算：F?=π×D2×P,/4…………(B.4)式中：P,——實際掘進土壓，單位為千帕(kPa)。B.1.5后配套拖車的拖拉力后配套的拖拉力按式(B.5)計算：F?=WA×μ4