国家标准 GB/T35019一2018 全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机 Fultaeetummelborinmachine一Surryshieldmachine 2018-05-14发布 2018-12-01实施国家市场监督管理总局发布币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/35019一2018 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义基本参数与型号技术要求 6 试验方法检验规则 19 随行文件 19 标志包装和运输附录A(资料性附录》泥水平衡盾构机刀盘扭矩计算方法 21 附录B(资料性附录》泥水平衡盾构机盾体推力计算方达 24 附录c(资料性附录》泥水平衡盾构机泥浆循环系统计算方法 26 附录D(资料性附录检查记录表 29
GB/35019一2018 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由机械工业联合会提出本标准由全国建筑施工机械与设备标准化技术委员会(SAC/TC328)归口本标准起草单位:北方重工集团有限公司、水利水电第三工程局有限公司、电建集团成都勘测设计研究院有限公司、水利水电第五工程局有限公司、中铁工程装备集团有限公司、铁建重工集团有限公司、中交天和机械设备制造有限公司、北京建筑机械化研究院、四川二滩国际工程咨询有限责任公司、上海隧道工程有限公司机械制造分公司、中铁十六局集团有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中铁十四局集团有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院本标准主要起草人;邓立霄,巫思荣,黄继敏,洪行远,孔凡彬、黄昌高、肖明清、王华伟、刘建伟刘双、张伯阳、程永亮、吴兆宇、王杜娟、宋振华、王义、赵宏庆、刘慧彬、赵海峰、麻成标、陈金波、庄欠伟、杨顺东、任丽维、韩小亮、何学国、袁亮、全雪勇、孙文昊、陈鹏、周紫哈
GB/35019一2018 全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机范围本标准规定了泥水平衡盾构机的术语和定义、基本参数与型号、技术要求、试验方法、检验规则、随行文件、标志、包装和运输本标准适用于圆形断面的泥水平衡盾构机规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T150(所有部分压力容器 GB/T191包装储运图示标志 GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求 GB5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分;通用技术条件 GB5226.3机械安全机械电气设备第11部分电压高于1000Va.c.或1500Vd.c.但不超过 6kV的高压设备的技术条件 GB/T6388运输包装收发货标志 GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求 GB/T13306标牌 13384机电产品包装通用技术条件 T GB GB/T14039液压传动油液固体颗粒污染等级代号 GB/T17301 土方机械操作和维修空间棱角倒钝 GB/T20082液压传动液体污染采用光学显微镜测定颗粒污染度的方法 GB/T34354一2017全断面隧道掘进机术语和商业规格 GB/T346502017全断面隧道掘进机盾构机安全要求电气设备交接试验标准 GB50150电气装置安装工程 GB50168一2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 JB/T5000.3重型机械通用技术条件第3部分;焊接件 JB/T5000.102007重型机械通用技术条件第10部分;装配 JB/T5000.11重型机械通用技术条件第11部分;配管 JB/T5000.13重型机械通用技术条件第13部分;包装 JB/T10205液压缸术语和定义 GB/T34354一2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了便于使用,以下重复列出了 GB/T34354一2017中的某些术语和定义 3.1 泥水平衡盾构机slurryshieldmachine 以泥浆为主要介质平衡隧道开挖面地层压力、通过泥浆输送系统出渣的盾构机
GB/T35019一2018 [GB/T34354一2017,定义2.9] 注:泥水平衡盾构机结构示意图见图1 10 说明: 刀盘; 主驱动单元 10 盾体中心回转接头; 1l 安全门人舱; 12 推进液压缸L; 较接密封; 13 -泥浆循环系统较接液压缸; 6 -管片拼装机; 14 盾尾密封; 15 气垫仓; 管片输送装置泥水仓; 结构示意图 3.2 norminaldiameter 标称直径前盾外径 3.3 开挖直径exeavationdiameter 刀盘旋转一周,最外端新刀(不包括超挖刀)刀刃形成的轨迹直径 3.4 装机功率installedpower 整机用电设备额定功率的总和,不包括后配套台车以外的设备功率 3.5 最大工作扭矩maximmumworkingtorque 刀盘在工作转速范围内,主驱动单元能够输出的可持续工作的最大扭矩 3.6 脱困扭矩breakingouttorque 刀盘在负载作用下无法转动时,主驱动单元所能够短时输出的最大扭矩
GB/35019一2018 3.7 扭矩系数turquecoettietent 刀盘驱动扭矩(kN m)和刀盘开挖直径(m)三次方的比值 3.8 泥浆循环系统surryeireulatingsystem 用于泥水平衡盾构机,为泥水仓输送泥浆并通过管路排出渣土,参与开挖面压力平衡控制的系统，主要由泵、阀、传感器、管道及延伸装置等组成 [[GB/T34354一2017,定义2.81] 注:泥浆循环系统原理示意图见图2 地面i 主机说明: 压力传感器，泥水仓气垫仓密度计; -泥浆阀流量计 -泥浆系泥浆管延伸装置图2泥浆循环系统原理示意图 3.9 泥水仓surrychamber 泥水平衡盾构机开挖面和隔板(前隔板)之间的仓室 [GB/T34354一2017,定义2.35 3.10 气垫仓aircushion 泥水平衡盾构机前隔板和后隔板之间、利用压缩空气(气垫)稳定开挖面水土压力的仓室 [GB/T34354一2017,定义2.36] 3.11 泥浆管延伸装置slurypipelineetensiondletiee 泥水平衡盾构机中用于进浆管和排浆管延伸连接的装置 [GB/T34354一2017,定义2.82 3.12 掘进模式exeavatiomode 泥浆循环系统维持开挖面平衡和排渣的工作状态
GB/T35019一2018 3.13 旁通模式bypassmode 泥浆循环系统中进浆泵与排浆泵直接连通,泥浆循环与泥水仓隔绝的状态 3.14 隔离模式insulationmode 隧道内的泥浆管路与地面上的泥浆管路隔离的状态 3.15 逆洗模式Inversiomode 主机区域的新浆液从排浆管路进人泥水仓,泥水仓中浆液从进浆管排出的状态 3.16 mode 补浆模式complementaryslurry 在非掘进状态下自动补充浆液保持泥水仓液位或保持泥水仓压力的工作状态 3.17 超挖刀reamereutter/overeutter 伸出刀盘外周对开挖直径外土体进行超挖的刀具 3.18 仿形刀epeuter 按设定超挖轨迹进行切削的超挖刀 3.19 安全门safetygate 在泥水仓和气垫仓之间,前盾前隔板下部隔断泥浆的装置基本参数与型号 4.1基本参数泥水平衡盾构机基本参数如下 -标称直径,单位为毫米(mm); 开挖直径,单位为毫米(mm); 刀盘最大转速,单位为转每分(r/min); 刀盘驱动功率,单位为千瓦(kw); mtm/min) -设计最大推进速度,单位为毫米每分(n -设计最大推力,单位为千牛(kN); 适应最大水土压力,单位为兆帕MPa); 适应管片尺寸(外径/内径-宽),单位为毫米mm); 最小水平转弯半径,单位为米(n m; 滚刀数量,单位为刃刮刀数量,单位为把; 允许最大坡度,% 主机长度,单位为米(m); 主机质量,单位为千克(kg); 总长度,单位为米(m) 总质量,单位为千克(kg); 装机功率,单位为千瓦(kw); -最大不可分割件质量,单位为千克(kg);
GB/35019一2018 最大进浆流量,单位为立方米每小时(m'/h); 进浆密度,单位为千克每立方米(kg/m'). 最大排浆流量,单位为立方米每小时(m'/h); 排浆密度,单位为千克每立方米(kg/mi') -进浆管通径,单位为老米(mm) 排浆管通径,单位为毫米(mm). -泥浆泵允许通过最大粒径,单位为毫米m mm 泥浆管延伸行程,单位为米(m 4.2型号产品型号由产品代号和主参数组成,主参数为标称直径,其表示方法如下: 主参数;用阿拉伯数字表示,单位为毫米(mm) 产品代号;由制造商自行规定,用大写英文字母表示技术要求 S 5.1 -般要求 5.1.1焊接件应符合JB/T5000.3的规定 5.1.2装配应符合JB/T5000.10的规定 5.1.3管路装配应符合JB/T5000.11的规定 5.1.4部件不能满足运输要求时应进行分块设计 5.1.5设备安全要求应符合" GB/T34650的规定 5.1.6开挖直径偏差范围应为0mm~十4mmm. 5.1.7产品设计应为智能化制造、绿色环保、再制造提供条件 5.2刀盘与刀具 5.2.1刀盘背面应配置表面耐磨处理的搅拌棒 5.2.2刀盘表面及周边等易磨损部位应根据地层情况采取相应的耐磨措施 5.2.3刀盘最外侧刀具相对盾体的高差应满足设计要求 5.2.4刀盘宜配置超挖刀或仿形刀,超挖量应符合设计要求 5.2.5刀盘内管路耐压性能应符合JB/T5000.ll的规定 5.2.6刀盘的强度和刚度应满足设计要求 5.2.7除刀盘最外端新刀外,其他刀具的安装半径偏差范围应为一2mm十2mm 5.2.8正面刀的刀刃高度偏差不应大于2mm 5.2.9滚刀挡圈侧应朝向刀盘中心位置 5.2.10根据项目和地层情况宜配置刀具磨损检测装置 5.3盾体 5.3.1盾体外径偏差和圆柱度应符合设计要求 5.3.2盾体的强度和刚度应满足设计要求 5.3.3水土压力不大于0.4MPa时盾尾刷不应少于3道,大于0.4MPa时盾尾副宜不少于4道 5.3.4盾尾同一个油脂腔两个相邻油脂孔的弧线长度不宜大于3.5m 5.3.5尾盾内宜配置备用注浆管路,管路应预留清洗接口
GB/T35019一2018 5.3.6气垫仓应配备正常供气和紧急供气双气路 5.3.7盾体应有径向注人孔前盾内构成气垫仓的所有焊缝均应密封焊 5.3.8 5.3.9泥水仓与气垫仓之间应配置安全门和检测安全门开度大小的行程传感器 5.3.10在气垫仓内宜设置两套泥水液位传感器 5.3.11前盾上应预留压缩空气,水、电通道,并配置压力传感器 5.4主驱动单元 5.4.1主轴承的设计寿命不应小于10000h 5.4.2扭矩应根据围岩条件-盾构形式确定扭矩系数不应小于10,扭矩计算方法参见附录A 5.4.3主驱动宜配置扭矩限制装置 5.4.4脱困扭矩不应小于最大工作扭矩的1.2倍 5.4.5主驱动单元应能双向旋转,具有调速功能,最大转速满足设计要求 5.46应具有慢速点动功能点动时,转速不应大于0.2 rr/min 5.47主驱动油脂密封润滑系统应具备压力和流量检测报警功能 5.4.8主驱动系统与推进系统应具有联锁控制功能 5 .4.9润滑系统应配置冷却和过滤装置、油温检测元件 5.5人舱 5.5.1应由具备专业资质的制造商设计制造,并满足GB/T150的要求 5.5.2以工作压力进行气密性试验,保压30min,压力下降值不应大于工作压力的6% 5.5.3舱外和舱内应设置独立的加、减压控制系统 5.5.4人舱内外应设置机械式应急排气阀,配置永久性红色警示标记 5.5.5宜位于盾体中上部,与泥水仓连接的舱门应设计为向人舱方向开启 5.5.6应配置全气动压力调节装置,在供电系统断电时系统仍能正常工作 5.5.7人舱内外及各舱室之间应配备通讯系统,通讯系统在供电系统断电时仍能正常工作 5.5.8应配备水、压缩空气接口,不应设置电气插拔装置 5.5.9应设置安全阀,安全阀设定压力为最大工作压力的1.1倍 5.6推进系统 5.6.1系统的结构和性能应满足泥水平衡盾构机掘进、管片拼装的功能要求 5.6.2应具有防后退功能泥水平衡盾构机单位开挖面积(mi)的最大推力不应小于1000kN 5.6.3 56，推进被压缸的撑靴比压不应大于管片的设计猫度 5.6.5推进模式下,推进液压缸的最大推进速度应满足设计要求,伸出速度应连续可调 5.6.6管片拼装模式下,推进液压缸的伸缩速度应满足设计要求 5.6.7推进液压缸行程偏差不应大于士2mm. 5.6.8盾体推力计算方法参见附录B 5.7管片拼装机 5.7.1应能够实现抓持、提升、平移、回转及定位动作,回转速度满足设计要求 5.7.2回转机构的小齿轮与回转大齿轮啃合接触点应符合JB/T5000.102007中6.3的规定 5.7.3采用机械锁固的抓取装置安全系数不应小于1.5,非机械锁固的抓取装置安全系数不应小于2.5 5.7.4在断电情况下,真空吸盘式管片拼装机应保证仍能吸持管片的时间不小于20mn,且真空度不
GB/35019一2018 低于80% 5.7.5沿周向顺,逆时针旋转角度不应小于200? 5.7.6纵向行程宜满足在隧道内更换两道盾尾刷的需要 5.7.7刹车装置应能可靠制动 5.7.8应进行载荷试验,静载试验载荷为设计最重管片重量的1.25倍,动载试验载荷为设计最重管片重量的1.1倍 5.7.9应具备无线和有线两种控制方式,无线遥控有效控制范围应覆盖工作区域 5.8泥浆循环系统系统应具有能实现掘进、旁通、隔离、逆洗和补浆工作模式的功能,模式切换的阀门动作满足设 5.8.1 计要求 5.8.2气垫仓工作压力控制波动范围不应大于设计压力的3% 5.8.3破碎装置应具有自动和手动启动方式,破碎后的渣土粒径应小于泥浆泵允许通过的最大粒径 5.8.4在刀盘中心和排渣口区域宜设置高压冲刷口 5.8.5应配有进排浆密度、压力和流量检测装置 5.8.6泥浆系的驱动电机转速应连续可调 5.8.7泥浆管延伸装置宜满足单次管路延伸长度不小于6m的要求 5.8.8泥浆泵进、出口应配置压力传感器及软连接 5.8.9主机区域排浆管路转弯段内壁应有耐磨措施,并应减少弯管布置 5.8.10主控室内应设置泥水循环系统急停按钮 5.8.11前盾底部宜设置备用泥浆出口,并安装手动闸阀 5.8.12 在气垫仓底部,排浆管人口前应设置格栅 5.8.13泥浆循环系统基本参数计算参照附录C 5.9液压系统 5.9.1液压系统应符合GB/T3766的规定 5.9.2液压缸应符合JB/T10205的规定液压油箱应设置液压油冷却装置,冷却能力应满足降温需要 5.9.3 5.9.4液压油箱应配有液位、油温检测及高温报警装置 5.9.5油液固体颗粒污染等级不应低于GB/T14039规定的一/18/15 5.9.6各子系统应设置测压点 5.9.7应设置滤芯堵塞检测及报警装置 5.10电气系统 5.10.1低压配电系统平均功率因数不应低于0,.9 5.10.2低压供配电应设置两级漏电保护,短路保护,过载保护和断相保护装置 5.10.3高压开关柜应具有短路、过载保护功能,宜具有外部分励脱扣装置 5.10.4主驱动电机及照明灯具防护等级不应低于IP65,其他电气设备外壳防护等级不应低于IP55 5.10.5控制系统应采用集散方式,通讯系统应采用现场总线网络方式 5.10.控制电源应采用稳压电源 5.10.7电气设备及线路的绝缘电阻应符合GB50150的规定 5.10.8电缆的敷设应符合GB50168一2006中5.1、5.3、,5.4,6.1和6.2的规定 5.10.9应配备高压电缆储存延伸装置 5.10.10应急照明照度不应低于15lx,工作时间不应低于1h
GB/T35019一2018 5.10.11盾体内部,管片拼装机区域的照度不应低于100lx;主控室内照度不应低于150lx 5.10.12主机及后配套拖车应配置备用电源插座 5.11数据采集系统 5.11.1应具有实时监控、实时/历史曲线显示、报警及主控室重要操作和重要历史数据的记录及查询、掘进数据报表生成等功能 5.11.2应预留远程数据传输接口 5.11.3应配置不间断电源,供电时间不低于1h 5.11.4信息储存容量不应小于500GB 5.12导向系统 5.12.1导向系统应具备设计轴线管理、空间位置检测姿态检测、图形显示、测量基点校核及盾构自动控制系统通讯等功能 5.12.2直线段有效测量距离不应小于200m,角度测量精度不应小于2" 5.13辅助系统钦接系统转弯能力应满足隧道最小转弯半径要求 5.13.1 5.13.2管片吊机抓举能力不应低于管片拼装机的抓举能力 5.13.3注浆系统能力应按不低于150%的浆液注人率计算 5.13.4注浆系统应有泵体和注浆管路清洗、压力控制和流量控制及自动计量功能,并有手动与自动两种控制模式 5.13.5空气压缩机的额定压力不应低于0.8MIPa,排气量应不低于同时工作时最大用气量的1.5倍 5.13.6保压系统在断电时应能正常工作 5.13.7工业水系统宜采用内外循环水冷却方式,内循环应采用软水 5.13.8主驱动电机、减速机、变频器等宜采用强制水冷方式,并应设置冷却水温度检测报警装置 5.13.9应配置水管储存延伸装置 5.13.10在后配套拖车上应预留用水接口 5.13.11供排水系统应能满足正常施工需要 5.13.12应配备二次通风系统,后配套尾端的回风速度不应小于0.3m/s 5.13.13储风简储存风管长度不应小于100m,应配备升降装置 5.13.14气动系统应符合GB/T7932的规定 5.14职业健康与环境安全 5.14.1设备安全要求应符合GB/T34650的规定 5.14.2主控室应配置空调设备,并且具备隔热、隔音,减震功能,主控室内的噪声不应高于70dB(A) 5.14.3电气安全装置应符合GB5226.1,GB5226.3的规定 5.14.4电气设备应配置警告标志,高压电设备周围应配置防护隔离装置 5.14.5操作维护区域内棱角应符合GB/T17301的规定 5.14.6声光报警装置输出的最低音量值比施工环境噪声至少高出10dB(A) 5.14.7应配置气体监测系统,至少能检测o.,cH、H,s,co气体的浓度 5.14.8人舱应配置气体检测,至少应能检测O..,CH,co和cO,气体的浓度,舱内气体应符合进仓人员呼吸要求 5.14.9后配套拖车的出人口处、主控室内应当设置醒目的紧急信息指示牌,指示牌应包括疏散路线救护设备和灭火设备存放位置等
GB/35019一2018 5.14.10盾体和后配套拖车应配置灭火器应在主控室、人舱内外,电控柜、盾体平台、注浆系统现地操作箱位置配置电话通信系统 5.14.11 5.14.12管片拼装区域、钢轨铺设区域和拖车尾部应配置视频监视设备,主控室设置显示终端 5.14.13应配置应急发电机,功率至少应满足空气压缩机带真空吸盘式管片拼装机液压系用电的需求,并具有断电自动启动功能 5.14.14紧邻气垫仓的进、排浆阀应具有紧急关闭功能 5.14.15在盾体内、主控室操作台、控制柜和拖车上应设置整机急停按钮 5.14.16泥水管路不应与高压电缆同侧布置试验方法 6.1测试条件 6.1.1环境温度宜为5C35C,空气相对湿度小于90% 6.1.2试验场地应满足承载设备要求 6.1.3试验用仪器仪表应检查和校准,仪器仪表包括;全站仪、钢卷尺,钢直尺、直角尺、吊线锤、秒表、兆欧表、照度仪、声级计和风速仪主要仪器仪表的推荐量程及精度如下全站仪角度测量精度不应低于",采用标准棱镜的测距标准偏差为1mm十1.5×10-" a b) 兆欧表额定电压为500V低压系统)和2500V高压系统)两种,准确度达到20级以上; 照度仪总量程为0lx一50olx,照度精度士3%rdg:; c 声级计选用参照GB/T3460,性能不应低于2型仪器的要求 d 风速仪风速测量范围为0.3m/s一5m/s,分辨率0.1m/s 6.2目测检查设备的布置状态,动作状态、显示状态 6.2.1 6.2.2检查不应拆解部件 6.3检测数据采集试验检测时,单项数据采集次数不应少于3次,并与规定值进行比对 6.4整机 6.4.1开挖直径在刀盘已安装到泥水平衡盾构机条件下,选定并标识水平及垂直方向基点,旋转刀盘,用全站仪测量开挖直径 6.4.2最大转速刀盘顺/逆时针旋转,转速由零调至最大,运行平稳后用秒表测量刀盘旋转3转的时间,计算刀盘正/反转最大转速,并与设计值进行对比 6.4.3设计最大推力掘进机最大推力按式(1)计算: F= 一xD;义户x么式中 F 掘进机最大推力,单位为牛(N);
GB/T35019一2018 推进油缸无杆腔缸径,单位为毫米(mm); 泵出口设计最大压力,单位为兆帕(MPa) 推进液压缸的数量,单位为个 6.4.4最大推进速度在空载状态下,控制所有推进液压缸同时伸出,用秒表测量全部达到最大行程时间,计算得出最大推进速度 6.5刀盘与刀具 6.5.1耐磨用便携式硬度计测量各耐磨表面的硬度,其值应符合设计要求耐磨堆媒的条纹密度和图案应符合图样的规定 6.5.2最外侧刀具相对盾体高差最外侧刀具相对盾体高差检测步骤如下: 在刀盘最外侧刀具位置固定检测装置,见图3 a b 用钢板尺测量最外侧刀具刀刃与检测装置的径向距离r,测量结果记人表D.l; 将盾体等分成12个区域，缓慢转动刀盘,用钢板尺测量各区域检测装置与盾体的最小距离y c 测量结果记人表D.1,计算得出盾体高差(y一r)值说明: 前盾; -刀盘; 最外侧刀具 -检测装置图3刀盘外侧刀具相对盾体的高差测量示意图 6.5.3管路耐压按JB/T5000.l1中的方法进行刀盘内部管路耐压试验 10
GB/35019一2018 6.5.4刀具安装半径刀具安装半径检测步骤如下将刀盘放置于水平平台上; a b 将测量工装固定于刀盘面板中心,调整工装测量面使之水平; c 直角尺水平边紧靠测量工装,竖直边与刀具刀刃中心线对齐,见图5; d 记录直角尺对应工装上的刻度值r; e 依次测出每件刀具的轨迹半径r,与设计要求值对比 6.5.5刀具刀刃高度尺寸公差刀具刀刃高度尺寸公差检测步骤如下将刀盘放置于水平平台上; aa b)将测量工装固定于刀盘面板中心,调整工装测量面使之水平; 直角尺水平边紧靠测量工装,竖直边与刀具刀刃最高点对齐,见图4 c d 记录直角尺水平边到刀具最高点的刻度值h; 依次测出每件刀具的竖向尺寸h,计算最大偏差值说明: -测量工装; -直角尺; -刀具; -刀盘; 水平基准面图4刀具安装半径和刀具刀刃高度尺寸公差检测示意图 6.6盾体 6.6.1盾体外径偏差盾体外径偏差检测步骤如下: 加工端面朝下,将盾体放置在水平平台上,见图5; a 在盾体顶部安装检测工具,初步确定外圆中心 b 将线锤固定在与盾体外圆相距约50mm检测工装上; c 转动检测工装,用直尺按米字测量各处a距离值,记人表D.2:; d 用线锤所在半径值减去所有ad距离值,计算各成对半径的和,求得盾体直径值,用最大直 e 11
GB/T35019一2018 径减去最小直径,得到外径偏差; 根据各a一距离偏差,可重调检测工装中心按以上a))步骤重测,此时根据需要改变测 f 量角度,增加测量次数,测得多组ad距离值 6.6.2盾体圆柱度盾体圆柱度检测步骤如下: 按6.6.1测得的a一d距离值,见图5, a b) 在水平圆上用各水平圆中最大值减去最小值,得到盾体圆度,如;am- anmin c 根据a).b)测得的直线度和圆度,计算出圆柱度 MmMmMmmMmm 说明盾体(前盾/中盾/尾盾); -测量工装; -线锤; -水平平台面图5盾体外径偏差和圆柱度检测示意图 6.6.3油脂孔弧线长度沿尾盾内壳表面周长方向,用钢卷尺测量相邻油脂管间的距离 6.6.4气垫仓压力测试工地组装完成具备试掘进条件后,对气垫仓充气进行压力测试,试验压力应为设计压力的1.1倍 6.6.5安全门开口大小在主控室操作安全门,检测安全门的开、闭、中位对比实测尺寸与主控室的显示位置尺寸 6.7主驱动单元 6.7.1主轴承寿命检查并核对主轴承厂家提供的寿命计算文件 6.7.2慢速点动点动旋转刀盘,现场用秒表测量刀盘转速 12
GB/35019一2018 6.7.3密封润滑启动主驱动单元润滑系统,从前盾正面观察油脂是否从密封间隙处渗出,检查压力,流量显示 6.7.4连锁控制在刀盘未旋转情况下启动推进模式,检查连锁控制 6.8人舱压力测试检测步骤如下关闭所有舱门 aa b 打开各舱室进气阀; 试验压力为人舱工作压力: c d 关闭进气球阀,保压30 min 6.9推进系统 6.9.1速度连续可调在空载状态下,依次伸出各分区带有位移传感器的推进液压缸,伸出过程中调节推进速度旋钮,观察上位机速度显示伸缩速度 6.9.2 启动管片安装模式,推进液压缸全行程伸,缩,用秒表记录伸、缩时间,计算得出伸、缩速度 6.10管片拼装机 6.10.1回转速度管片拼装机抓取设计最重管片状态下,进行提升、平移、回转及定位动作,用秒表记录动作时间,计算得出回转速度 6.10.2安全系数检查并核对抓取装置安全系数的计算文件 6.10.3吸持状态管片拼装机抓取设计最重管片状态下,切断动力源,20min后观察管片的吸持状态及真空表显示值 6.10.4旋转角度管片拼装机正逆时针旋转,旋转位置应达到拼装机上标定位置 6.10.5纵向行程用钢卷尺测量管片拼装机纵向行程,并核查图纸规定行程值 6.10.6制动性能管片拼装机抓取设计最重管片状态下,旋转过程中关闭动力源,检查制动性能 13
GB/T35019一2018 6.10.7抓取载荷试验载荷试验包括静载试验和动载试验,试验方法如下静载试验;抓取机构静载试验载荷为设计最重管片重量的1.25倍,抓取时间10min以上,观 a 察管片拼装机的状态 b)动载试验;抓取机构动载试验载荷为设计最重管片重量的1.1倍,分别进行全行程的提升,平移、回转及定位动作,观察管片拼装机的运行状态 6.11泥浆循环系统 6.11.1工作模式在掘进、旁通、隔离、逆洗及补浆模式下,检测对应的阀门状态 6.11.2工作压力精度在现场掘进过程中,检查主控室界面上显示的气垫仓压力值的波动范围 6.11.3破碎渣土粒径分别检查破碎装置在自动及手动模式下工作状态,用钢直尺检查破碎装置排出渣土的最大粒径 6.11.4高压冲刷口检查刀盘中心和排渣口区域的冲刷口设置及冲刷系统装配情况 6.11.5进排浆压力、密度及流量传感器检查主控室界面显示进排浆压力、密度及流量参数的准确性 6.11.6泥浆泵调速操作泥浆泵电机,观察转速变化 6.11.7泥浆管延伸行程操作泥浆管延伸装置移动架,测量移动架起停行程 6.11.8泥浆系统紧急停止按下主控室操作台上控制泥浆循环系统的急停按钮,检查泥浆系统是否停止运转 6.12液压系统 6.12.1油温报警设定温度传感器油温报警、停机试验值,启动液压系统,当油温分别升高至设定的报警或停机试验值时,观察控制面板报警指示或停机状态,并用温度计测量油温进行比对 6.12.2污染度按GB/T20082的测定方法,检测液压油污染度 6.12.3滤芯堵塞报警模拟过滤器堵塞故障,在主控室界面上检查报警功能工作状态 14
GB/35019一2018 6.13电气系统 6.13.1漏电保护功能逐一按压回路漏电保护装置的测试开关,观察开关是否跳开;合上开关后,观察是否恢复回路供电 6.13.2绝缘用高低压电源摇表检测电气设备和线路的绝缘电阻值 6.13.3应急照明在断电状态下,用秒表测量应急照明的后备供电时间,并用照度仪测量照度值 6.13.4照明在通电状态下,用照度仪测量工作区域和人行通道的照度 6.14数据采集系统 6.14.1数据记录、查询及报表生成检查主控室界面工作参数及故障显示状态,测试数据自动记录及生成报表功能 6.14.2远程数据传输接口施工掘进时,在地面监控室查看掘进数据和视频图像 6.14.3不间断电源持续供电时间断电后用计时器检查不间断电源持续供电时间 6.15导向系统 6.15.1设计轴线管理输人数据与设计数据允许的偏差值,模拟输人错误的设计轴线数据,使测量数据与设计轴线的偏差大于允许误差,观察导向系统是否发出警告 6.15.2导向系统测量精度检查主控室导向系统画面显示的测量精度及距离 6.16辅助系统 6.16.1最小转弯半径采用模拟方法验证最小转弯半径有效性 6.16.2刀盘驱动传动机构冷却润滑系统检查刀盘驱动传动机构冷却系统润滑管路连接是否正确,模拟过滤器堵塞故障,在主控室界面上目视检查测温元件及报警功能工作状态 6.16.3二次通风系统回风速度在隧道施工及二次风机运行正常条件下,用风速仪检测工作区域回风速度 15
GB/T35019一2018 6.17职业健康与环境安全 6.17.1噪声用声级计检测主控室噪声,检测方法按照GB/T346502017附录C的规定执行 6.17.2声音报警音量值掘进作业时,用声级计在距离声音警报装置1m的四周测量报警装置的音量 6.17.3气体监测系统依次使用O.,CH,HS标准气体分别对安装于主驱动中心位置、除尘风机出风口处的气体监测系统进行测试,将标准气体容器通过管路连接至气体监测系统进气口,气瓶喷嘴与集气罩距离不应大于 1,查看报警状态和浓度值气体监测系统监测O浓度范围一般为0%vol25%vol,精度0.1% ol 5mm，监测CH浓度范围一般为0%lel100%lel,精度1%lel;监测HS浓度范围一般为0100×10-",精度1×10 6.17.4视频监视设备在主控室的监视器上,观察5.14.12规定区域的图像,图像是否稳定、清晰 6.17.5阀门紧急关闭紧邻泥水仓的进排浆阀，应有自动和手动两种控制方式,阀体动作灵活按主控室面板上开关按钮,观察阀门开闭情况是否与主控室面板上显示阀门开闭状态一致 6.17.6紧急停止分别按下盾体内、主控室操作台、控制柜和拖车上整机急停按钮,检查相应装置是否停止运转检验规则 7.1检验分类检验分为出厂检验、工地检验和型式检验 7.2出厂检验 7.2.1制造商检验由制造商质量检验部门进行,检验合格后出具出厂检验合格证 7.2.2出厂检验项目,见表1 表1检验项目分类表工地检验出厂序号类别检验项目技术要求试验方法工地组装试掘进检验检验检验开挖直径 5.1.6 6,4.1 刀盘最大转速 6.4.2 5.4.5 整机参数设计最大推力 5.6.3 6.4.3 设计最大推进速度 5.6.5 6.4.4 16
GB/35019一2018 表1(续》工地检验出序号类别检验项目技术要求试验方法工地组装试掘进检验检验检验耐磨 5.2.2 6.51 高差 5,2.3 6,5,2 管路耐压 5.2.5 6,53 刀具安装半径 6.5.4 刀盘与刀具 5.2.7 刀刃高度尺寸公差 5.2.8 6.5.5 滚刀挡圈侧朝向 10 5,2.9 6,2 5.2.10 磨损检测刀具数量 6.2 n 外径偏差 5.3. 6.6.1 12 盾体圆柱度 5.3. 6.6.2 13 14 油脂孔弧线长度 5.3.4 6.6.3 15 气垫仓供气双气路 5.3.6 6,2 盾体气垫仓密封焊缝 5.3.8 6.6,4 16 压力测试 5.3.9 6.6.5 17 安全门开口大小 5.3.10 6.2 18 泥水液位传感器 19 前盾通道接口 5.3.11 6.2 20 主轴承设计寿命 5.4.1 6.7.1 21 慢速点动 5,4.6 6.7.2 主驱动单元密封润滑 6.7.3 22 5.4.7 23 连锁控制 6.7.4 5,4.8 24 人舱压力测试 5.5.2 6.8 5.6.5 6.9.1 速度连续可调 25 推进系统 26 伸缩速度 5.6.6 6,9,2 21 回转速度 6.10. 5,7.1 28 安全系数 5,7.3 6.10.2 29 吸持状态 5.7.4 6.10.3 管片拼装机 30 旋转角度 5.7.5 6.10,4 5.7.6 6.10.5 纵向行程 37 32 5.7." 6.10.6 制动性能 33 抓取超载试验 5.7.8 6.10.7 17
GB/T35019一2018 表1续工地检验出厂序号类别检验项目技术要求试验方法工地组装试掘进检验检验检验 34 工作模式 5.8,1 6.11.1 工作压力精度 35 5.8.2 6,l1.2 36 破碎渣土粒径 5.8.3 6.11.3 37 高压冲刷口 5.8.4 6.11.4 泥浆循环进、排浆压力、系统 38 5.8.5 6.11.5 密度及流量装置 39 泥浆泵调速 5,8,6 6.11.6 5.8.7 6.117 泥浆管延伸行程 40 4 泥浆系统紧急停止 5.8.10 6.11.8 42 油温报警 5.9.4 6.12.1 43 污染度 5.9,5 6,12.2 液压系统 4 测压点设置 5.9.6 6.2 滤芯堵塞报警 6.12.3 45 5.9.7 46 漏电保护 5.10.2 6.13.1 47 绝缘 5.10.7 6,13.2 电气系统应急照明 6.13.3 48 5.10.10 5.10.1 照明检测 49 6.13.4 50 数据记录、查询及报表生成 5.l1.1 6.14.l 5.11.2 6.14.2 5 数据采集系统远程数据传输接口 52 不间断电源持续供电时间 5.11.3 6.14.3 53 5.12.l 6.15.1 设计轴线管理导向系统 54 导向系统测量精度 5.12.2 6.15.2 55 5.13.1 6.16.1 最小转弯半径检测刀盘驱动传动机构冷却 56 辅助系统 5.13.8 6.16.2 润滑系统 57 5.13.12 6.16.3 二次通风系统回风速度 58 噪声 5.14.2 6.17.1 电气设备警告标志 59 5.14.4 6.2 声音报警音量值 5.14.6 6.17.2 60 61 气体监测系统 5.14.7 6. 73 职业健康与环境安全 62 紧急疏散标识 5.14.9 6.2 63 5.1l4.12 6.17.4 视频监视设备 64 阀门紧急关闭 5.14.14 6.17.5 65 5.14.15 6.17.6 整机急停按钮 18
GB/35019一2018 7.3工地检验 7.3.1工地检验包括工地组装检验和试掘进检验 7.3.2工地组装调试完毕后,由制造商和用户联合进行工地组装检验 7.3.3第一次掘进200m后进行试掘进检验,检验合格后出具验收证书 7.3.4工地检验项目,见表1 7.4型式检验 7.4.1有下列情况之一时,应进行型式检验制造商或用户有需求时; a 工艺和材料有较大改变,有可能影响产品性能时 b c 出厂检验与上次型式试验有较大差异时; 国家质量监督检验机构提出型式检验要求时 d 7.4.2如果属7.4.1中a),d)两种情况,应按表1规定的全部项目检验;如果属7.4.1中b)、c)的情况,应进行专用功能检验 7.5判定规则产品检验结果全部符合本标准所有技术要求者判为产品合格随行文件 8.1随行文件应包括: -出厂检验合格证; 产品质量证明书产品使用说明书产品维护保养手册; 主要部件装配尺寸图; 电气系统、液压系统、辅助系统原理图外购主要部件随机资料随机配件清单; 易损易耗件清单; 随机工具清单 8.2产品维护保养手册应包括产品的适用范围、结构功能说明、维护保养,以及操作规程等内容标志,包装和运输 9.1标志 9.1.1设备出厂时,应在显著位置喷涂或粘贴产品标牌和有关标志,产品标牌和标志应符合GB/T13306 的规定,在标牌上至少应标出如下内容设备名称; 设备型号; 出厂编号; 出厂日期; 装机功率; 19
GB/T35019一2018 供电电压; 整机重量; 制造商名称; 制造商地址 9.1.2泥水平衡盾构机应有警告和安全标志、起吊标志、润滑指示标记、操作及工作位置指示标记警示标志按照GB/T34650的规定执行 9.2包装和运输 9.2.1包装应符合JB/T5000.13和GB/T13384的相关规定,并适合陆路运输、水路运输或航空运输及装卸的要求 9.2.2包装运输图示标志应符合GB/T191和GB/T6388的规定,其主要内容包括 -收货站及收货单位名称; 发货站及发货单位名称; 产品名称和型号; -重量、箱号及外形尺寸; 起吊作业标志设备的运输应符合铁路、公路和航运的有关规定 20
GB/35019一2018 附录 A 资料性附录泥水平衡盾构机刀盘扭矩计算方法理论计算法 A.1 A.1.1刀盘驱动扭矩刀盘驱动扭矩丁按式A.1)计算 T=K×T十T，十T十T十T;十T 十T;十T, A.1 式中: 扭矩安全系数 T 刀具切削扭矩,单位为牛米(N m; T -泥浆渣土摩擦产生的扭矩,单位为牛米(N m); 刀盘背面的摩擦力矩,单位为牛米(N m); T T 刀盘大圆环的摩擦力矩,单位为牛米(Nm); T 仓内的搅拌力矩,单位为牛米(Nm); T 主轴承旋转阻力矩,单位为牛米(N m T 刀盘受推力荷载产生的反力矩,单位为牛米(N m; T -密封装置所产生的摩擦力矩,单位为牛米(Nm A.1.2刀具的切削扭矩刀具的切削扭矩T,计算按式(A.2)计算: T一05×g,又x(D.x0.5) A..2 式中: 土层的抗压强度,单位为帕(Pa); g！推进速度,单位为米每分(m/min); V nmas 刀盘转速,单位为转每分(r/nmin); D. 刀盘开挖直径,单位为米(m). A.1.3刀盘前表面摩擦力矩估算刀盘前表面摩擦力矩T，按式(A.3)计算 T=会×(1一a)×,×R=× A.3 式中 -刀盘开口率 -土层和刀盘之间的摩擦系数; p R 刀盘开挖半径,单位为米(m); 刀盘中心水平水土压,单位为帕(Pa). a A.1.4刀盘后表面的摩擦力矩估算刀盘背面的摩擦阻力矩T约等于刀盘前面的摩擦阻力矩B(取10%50%),按式(A.4)计算 21
GB/T35019一2018 (A.4 T =3×T 式中刀盘背面摩阻系数 A.1.5刀盘外圆环的摩擦力矩估算刀盘外圆环的摩擦力矩T由式(A.5)计算 (A.5 T，=R×不×D×B×p.×4 式中 B -刀盘边缘宽度,单位为米(m); -刀盘圆周水土压(按埋深取值),单位为帕(Pa) ， A.1.6仓内的搅拌力矩仓内搅拌力矩Ts;由搅拌棒及刀盘扭腿搅动泥水仓内泥浆渣土产生的扭矩和摩擦产生的力矩组成，按式(A.6)计算 T=习R,×××h、十习R×4×少×l、×b、十 (A.6 习R ×',×××b十习R××.×h 式中 R -搅拌棒的安装半径,单位为米m); 水平土压,单位为帕(Pa); 搅拌棒的长度,单位为米(m): 搅拌棒高度,单位为米(m); 搅拌棒的宽度,单位为米(m); R 刀盘扭腿的安装半径,单位为米(m); 刀盘扭腿长度,单位为米(m); 刀盘扭腿宽度,单位为米(m); 6 刀盘扭腿高度,单位为米(m). A.1.7刀盘自重产生的主轴承旋转反力矩刀盘自重产生的主轴承旋转反力矩T,按式(A.7)计算 T =G×R1×" A.7 式中刀盘自重单位为牛(N) R 主轴承滚动半径,单位为米m); 滚动摩擦系数,可取4 =0.004 A.1.8刀盘推力荷载产生的主轴承旋转阻力矩刀盘推力荷载产生的主轴承旋转阻力矩T;按式(A.8)计算 (A.8 T;=F×R×" 式中 F 推力荷载,单位为牛(N). F，=a×T×R'× A.1.9密封装置摩擦力矩密封装置摩擦力矩T,按式A.10)计算 r =习2开×从.×F×又R A.10 22
GB/35019一2018 式中密封与钢之间的摩擦系数,取0.2; 'm F 密封的推力,取1.5kPa; 密封数; n R 密封的安装半径,单位为米(m) A.2刀盘扭矩经验计算法刀盘驱动扭矩丁由经验法按式(A.11)计算 A.l1 T=k×Di×10 式中: T 刀盘驱动扭矩,单位为牛米(Nm); 扭矩系数 23
GB/T35019一2018 录附 B 资料性附录泥水平衡盾构机盾体推力计算方法 B.1理论计算法 B1.1盾体推力盾体推力F根据式(B.1)计算 F=k1×(Fi十F十F十F十F B,.1) 式中安全系数 F 盾体的摩擦力,单位为千牛(kN); F 尾刷与管片间的摩擦力,单位为千牛(kN); F 开挖面的支撑压力,单位为千牛(kN); F 后配套拖车的拖拉力,单位为千牛(kN); F 刀具上的推力,单位为千牛(kN). B.1.2盾体的摩擦力盾体与地层间的摩擦阻力F由式(B.2)计算 (B.2 F，=0,25×T×D×1×(2p 十2K，×p 十K，×y×D)×从W×" 式中盾构机外径,单位为米(m); 主机长度,单位为米(m); 作用在盾构机上顶部的竖直土压强度,单位为千帕(kPa); 个 -掘削断面上土体的静止土压系数; 掘削断面上的土体浮重度,单位为千牛每立方米(kN/m'); 地层与盾构机外壳间摩擦系数; w 盾构机主机重量,单位为千牛(kN). B.1.3尾刷与管片间的摩擦力盾尾与管片间的摩擦力Fg由式(B.3)计算 F=n1×W.×十兀×D.×b×力2×n2×4 (B.3 式中盾尾内管片的环数 n w 1环管片的重量,单位为千牛(kN) 管片与盾尾间的摩擦系数 Ag 管片外径,单位为米(m); 盾尾密封刷与管片的接触长度,单位为米(n m; 盾尾密封刷内油脂油压,单位为千帕(kPa); p" 盾尾密封刷的层数 1" 管片与盾尾密封刷的摩擦系数 A 24
GB/35019一2018 B.1.4开挖面的支撑压力开挖面的支撑压力F按式(B.4)计算 B.4 F，=T×D'×力,/4 式中: 设计掘进土压,单位为千帕(kPa). p B.1.5后配套拖车的拖拉力后配套的拖拉力F由式(B.5)计算 (B.5 F，=w×" 式中: -后备套的自重,单位为千牛(kN) S 后备套拖车与轨道的摩擦系数 B.1.6刀具上的推力刀具上的推力F;由式(B.6)计算 F =习n.×F (B.6 式中刀具个数; n 单把刀具最大承载力,单位为千牛(kN) F B.2经验计算法盾体推力F由经验法按式(B.7)计算 F一T/4×D× (B.7 式中: 盾体推力,单位为千牛(kN) 刀盘开挖直径,单位为米(m); D. 单位掘削面上的经验推力,单位为千牛每平方米(kN/m),泥水平衡盾构机力一般为 1000kN/m'1400kN/m 25
GB/T35019一2018 C 附录资料性附录泥水平衡盾构机泥浆循环系统计算方法开挖渣土量 C.1 开挖渣土量Q由式(C.1)计算 Q=A C.1 k.V,60/100 式中开挖渣土量，单位为立方米每小时(m'/h); Q 隧洞开挖截面积,单位为平方米(m'); 土体含泥率,以体积分数(%)表示; 大 -设计推进速度,单位为毫米每分(mm/min) 进浆浓度进浆浓度C由式(C.2)计算 1一l C= (C,2 xu" 1o0o 式中进浆浓度,以体积分数(%)表示 C 土体流变参数,由过滤试验、流变试验及其他因素决定的量 Y 开挖面上的土体密度,单位为千克每立方米(kg/m) C3排浆流速流人管路内泥水的流动式样因粒径、比重、流速而异若粒径、比重变大,则在水平管内,由重力不同而产生管内上下部浓度差.形成不均质流动若流速小则会产生粒子沉淀若高速运动则粒子会因跃动而成为混流,接近均质流动由杜朗德临界沉淀流速公式见式(C.3),计算排浆管流速V2 (C.3 V=FLV2 g D.(71000一式中 V 临界沉淀流速,单位为米每秒m/s): F 粒子浓度和粒径的常数; -重力加速度,单位为米每二次方秒(m/、),取9.8m/s; D. -排浆管通径,单位为米(m),由输送流量和最大渣土粒径确定开挖面上的土体密度,单位为千克每立方米(kg/m=). 排浆管路流速V,按1.2V1.25V选取,有;V;=1.2V1.25V C.4排浆流量排浆浓度Q由式(C.4)计算 26
GB/35019一2018 C.4 Q =900 开DV 式中排浆流量,单位为立方米每小时(m/h) Q. 排浆管通径,单位为米(m),由输送流量和最大渣土粒径确定; D: Y 排浆流速,单位为米每秒(m/s) C.5进浆流量进浆流量Q由式(C.5)计算 Q Q C.5 式中: 进浆流量,单位为立方米每小时m/h). Q C.6排浆浓度排浆浓度C由式(C.6)计算 Q十Q100 C.6 Q 式中排浆浓度,以体积分数(%)表示; 进浆浓度,以体积分数(%)表示 C 排浆浓度的适用范围在1.30~1.40左右泥浆浓度超过1.40,输送很困难为了降低浓度,需增大管径,加大流量,需从C.3再次计算进浆密度进浆密度由式(C.7)计算: Y=1十C(y/1000一1/100 c.7 式中 -进浆密度,单位为千克每立方米(kg/m); Y -进浆浓度,以体积分数(%)表示 C.8排浆密度排浆密度由式(C.8)计算 Y=1十C(Y1000-1)/100 C.8) 式中: 排浆密度,单位为千克每立方米(kg/m'); 排浆浓度,以体积分数(%)表示进浆流速进浆泵为满足对开挖面加压所需的流量,常采用加大管径、减小流速以减少压力损失为制造采购方便，一般与排浆管通径相同 27

全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机GB/T35019-2018

1. GB/T35019-2018标准介绍

GB/T35019-2018是中国国家质量监督检验检疫总局发布的《全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机》标准，于2018年正式实施。该标准规定了全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机的术语和定义、基本参数、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求等方面的内容。

2. 全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机的特点

全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机是一种利用泥浆平衡压力和液压系统推进的掘进机械，它可以在地下将土石方挖掘出来，并同时设置隧道衬砌，保证隧道的稳定性。全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机的主要特点包括以下几个方面：

（1）结构紧凑，操作简单。
（2）适应性强，对不同地质环境适应能力较强。
（3）效率高，可以在较短时间内完成大量隧道工作。
（4）安全性高，采用闭环泥浆循环系统，减小了对环境的影响。

3. 全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机的应用

全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机广泛应用于城市轨道交通、高速公路、水库堤坝等基础设施建设中。例如，中国的北京地铁、上海地铁、杭州地铁等工程项目都曾采用全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机进行掘进。

4. 结论

全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机是一种重要的土木工程机械设备，其标准规范GB/T35019-2018对于保证该设备在施工过程中的质量和安全起着重要作用。通过本文的介绍，读者可以更加深入地了解全断面隧道掘进机泥水平衡盾构机的特点和应用领域。